C++课件第十一章继承和派生类

C++课件第十一章继承和派生类单/击/此/处/添/加/副/标/题/内/容继承和派生类概述继承方式及特点派生类的构造和析构派生类对基类的访问多重继承与虚基类继承与组合的比较0102contents目录PART01继承和派生类概述继承的基本概念继承是面向对象程序设计中的一个重要机制。通过继承,可以从已有的类（父类或基类）中派生出新的类（子类或派生类）。派生类继承了父类的所有成员（包括数据成员和成员函数）,并可以添加新的成员或覆盖父类的成员函数。派生类的定义语法形式为:`class派生类名:继承方式基类名`，其中继承方式可以是`public`、`protected`或`private`。派生类可以访问基类的公有和保护成员，但私有成员不可直接访问。派生类是通过在类定义中指定基类来定义的。继承与派生的关系继承是派生类与基类之间的一种关系,表示“是一种”或“属于”的关系。派生类是基类的扩展,可以添加新的成员或覆盖基类的成员函数。基类与派生类之间可以形成层次结构,表示类之间的层次关系。继承和派生在面向对象编程中的作用继承和派生可以实现代码的重用,提高软件的开发效率。通过继承和派生,可以方便地扩展和修改已有的类,以适应新的需求。继承和派生还可以实现多态性,提高程序的灵活性和可维护性。PART02继承方式及特点公有继承基类公有成员在派生类中保持公有属性基类保护成员在派生类中保持保护属性基类私有成员在派生类中不可访问,但仍占据内存空间派生类可以访问基类的公有成员和保护成员保护继承基类公有成员和保护成员在派生类中均成为保护成员基类私有成员在派生类中不可访问,但仍占据内存空间派生类只能访问基类的公有成员,不能访问保护成员私有继承基类公有成员和保护成员在派生类中均成为私有成员基类私有成员在派生类中不可访问,但仍占据内存空间派生类无法直接访问基类的任何成员,包括公有成员和保护成员不同继承方式下的访问权限公有继承保持基类的访问权限不变,派生类可以访问基类的公有成员和保护成员私有继承将基类的公有成员和保护成员降为私有成员,派生类无法直接访问基类的任何成员保护继承将基类的公有成员和保护成员降为保护成员,派生类只能访问基类的公有成员无论哪种继承方式,基类私有成员在派生类中都是不可访问的,但会占据派生类对象的内存空间PART03派生类的构造和析构派生类构造函数的调用顺序03构造函数调用顺序与继承方式无关无论是公有继承、保护继承还是私有继承,构造函数的调用顺序都是相同的。01基类构造函数先被调用在创建派生类对象时,首先调用基类的构造函数,以初始化从基类继承的数据成员。02派生类构造函数后被调用在基类构造函数执行完毕后,再调用派生类的构造函数,以初始化派生类中新增的数据成员。派生类析构函数的调用顺序派生类析构函数先被调用01在销毁派生类对象时,首先调用派生类的析构函数,以释放派生类中新增的资源。基类析构函数后被调用02在派生类析构函数执行完毕后,再调用基类的析构函数,以释放从基类继承的资源。析构函数调用顺序与继承方式无关03与构造函数相同,析构函数的调用顺序也与继承方式无关。派生类与基类构造和析构函数的关系派生类构造函数必须调用基类构造函数在派生类构造函数中,必须显式或隐式地调用基类的构造函数,以初始化从基类继承的数据成员。派生类析构函数不必显式调用基类析构函数在派生类析构函数中,不需要显式地调用基类的析构函数,因为编译器会自动调用基类的析构函数。构造和析构函数的调用顺序相反构造函数是从基类到派生类的顺序调用,而析构函数是从派生类到基类的顺序调用。派生类中构造和析构函数的注意事项防止基类析构函数被多次调用在派生类析构函数中,不需要显式地调用基类的析构函数,否则会导致基类析构函数被多次调用,从而引发错误。派生类构造函数初始化列表的使用在派生类构造函数中,应使用初始化列表来初始化从基类继承的数据成员和派生类中新增的数据成员。派生类析构函数应释放派生类中新增的资源在派生类析构函数中,应释放派生类中新增的资源,如动态分配的内存等。注意基类构造函数的访问权限如果基类构造函数被声明为私有或保护成员,则派生类无法直接访问基类构造函数,此时需要使用其他方式来初始化基类数据成员。PART04派生类对基类的访问派生类访问基类成员的方式直接访问派生类可以直接访问基类的公有和保护成员。通过作用域运算符访问使用作用域运算符`:`可以访问基类的公有、保护和私有成员（私有成员在派生类中不可直接访问,但可以通过基类提供的公有或保护成员函数进行间接访问）。派生类对基类成员的访问权限公有继承基类中的公有成员和保护成员在派生类中保持原有访问权限,私有成员不可访问。保护继承基类中的公有成员和保护成员在派生类中变为保护成员,私有成员不可访问。私有继承基类中的公有成员和保护成员在派生类中变为私有成员,私有成员不可访问。派生类中基类成员的隐藏当派生类与基类有同名成员时,基类的成员会被隐藏,即通过派生类对象只能访问派生类的成员。成员隐藏通过使用虚函数,可以实现基类与派生类之间的多态性,即在运行时根据对象的实际类型来调用相应的成员函数。虚函数与多态派生类中基类静态成员的访问派生类可以直接访问基类的静态成员,无需通过对象即可访问。静态成员不属于任何一个对象,而是属于类本身。因此,在继承关系中,基类的静态成员会被派生类共享。静态成员与继承静态成员访问PART05多重继承与虚基类多重继承的概念01一个类可以同时从多个基类派生,这种继承方式称为多重继承。多重继承定义02class派生类名:继承方式1基类名1,继承方式2基类名2,…语法形式03包括public、protected和private三种。继承方式多重继承中的二义性问题二义性问题的产生当派生类从多个基类继承时,如果这些基类有共同的基类,那么在派生类中就可能存在多个相同的成员,导致访问时出现二义性。解决方法使用作用域运算符明确指定要访问的成员所在的基类；使用虚基类消除二义性。虚基类的引入及作用为了解决多重继承中的二义性问题,C引入了虚基类的概念。虚基类的引入使得在派生类中只保留一份共同基类的成员,从而消除二义性。虚基类的作用虚基类的使用方法和注意事项虚基类在派生类中的构造和析构顺序需要特别注意,一般遵循先构造后析构的原则；虚基类的成员在派生类中的访问方式与普通基类成员相同。在派生类的继承列表中,将共同基类设置为虚基类,语法形式为`virtual基类名`。使用方法注意事项PART01继承与组合的比较继承与组合的概念比较一个类中包含另一个类的对象作为成员变量,通过成员变量调用其方法,实现代码的模块化和高内聚。子类继承父类的属性和方法,实现代码的重用和扩展。子类可以继承父类的公有和保护成员,但无法继承私有成员。继承组合继承与组合的优缺点分析继承优点继承缺点组合优点组合缺点实现代码重用,减少重复代码；建立类与类之间的联系,便于理解和维护。提高代码模块化程度,降低类与类之间的耦合度；便于扩展和维护,修改一个类不影响其他类。父类修改可能影响所有子类,增加维护难度；子类与父类耦合度高,不利于扩展和维护。可能增加代码量,需要手动实现一些功能；理解组合关系需要一定思考成本。继承与组合在实际应用中的选择依据继承适用于表示“是”（is-a）关系,子类是一种特殊的父类,如学生和人是继承