继承与派生课件

继承与派生课件XX有限公司20XX/01/01汇报人：XX目录继承的类型继承与派生概念0102派生类的实现03继承与派生的规则04继承与派生的实例05继承与派生的高级特性06继承与派生概念01基本定义继承的含义派生的含义01继承是面向对象编程中，子类自动获取父类属性和方法的过程。02派生指的是创建一个新类（子类）基于已存在的类（父类），继承其特性并可能添加新的特性。继承与派生的含义01继承是指子类自动获取父类属性和方法的过程，如动物类的子类猫和狗继承了动物的特性。02派生是指从一个已存在的类创建新类的过程，新类继承原有类的特性并可能增加新的特性，例如从交通工具类派生出汽车类。继承的定义派生的含义应用场景在软件开发中，继承用于创建类的层次结构，派生类可以复用基类的属性和方法。面向对象编程在用户界面设计中，派生可以用来创建基于现有设计的变体，以适应不同用户需求或平台特性。用户界面设计数据库中，继承概念用于设计表结构，子表可以继承父表的字段，实现数据的复用和扩展。数据库设计010203继承的类型02单继承单继承是指一个子类只能继承自一个父类的机制，保证了类结构的清晰和单一职责原则。01单继承的定义单继承简化了类的层次结构，易于理解和维护，同时避免了多重继承中的潜在冲突问题。02单继承的优势在Java语言中，类的继承结构通常是单继承，每个类只能有一个直接父类，这有助于保持代码的整洁性。03单继承的现实应用多继承在支持多继承的编程语言中，如C++，子类通过列出多个父类名来实现多继承，从而获得所有父类的特性。多继承的实现多继承是指一个子类可以同时继承自多个父类的特性，这在某些编程语言中允许类拥有更丰富的属性和方法。多继承的概念多继承多继承可能导致菱形继承问题，即两个父类继承自同一个祖父类，造成子类中存在重复的祖父类成员。多继承的复杂性01在开发复杂的软件系统时，多继承可以用来构建具有多重特性的类，例如在某些图形用户界面库中，控件类可能同时继承自显示和交互类。多继承的实际应用02接口继承接口继承允许类实现多个接口，以实现多态性，例如Java中的Comparable和Iterator接口。实现接口01Java8引入了接口的默认方法，允许接口提供方法实现，继承接口的类可以继承这些默认方法。接口的默认方法02通过接口继承，一个类可以继承多个接口，模拟多重继承的效果，如C#中的事件处理接口。多重继承的模拟03派生类的实现03派生类的声明01在C++中，使用冒号和基类名后跟访问修饰符来声明派生类，如`classDerived:publicBase`。使用关键字声明派生类02派生类声明时需明确继承类型（public,protected,private），影响基类成员在派生类中的访问权限。指定继承类型03派生类构造函数负责初始化派生类对象，析构函数负责清理资源，可能需要调用基类的构造/析构函数。构造函数和析构函数构造函数与析构函数派生类构造函数负责初始化派生类对象，调用基类构造函数来初始化继承的成员。派生类构造函数派生类析构函数在对象生命周期结束时被调用，负责执行派生类特有的清理工作。派生类析构函数在派生类构造函数中，必须显式或隐式调用基类构造函数，以确保基类部分被正确初始化。基类构造函数的调用析构函数的调用顺序与构造函数相反，先调用派生类析构函数，再调用基类析构函数。析构函数的自动调用顺序成员函数重写函数重写允许派生类提供特定于该类的函数实现，覆盖基类中的同名函数。理解函数重写如果基类函数声明为const，派生类重写时也必须声明为const，以保持接口一致性。重写与const修饰符基类中函数前加virtual关键字，表明该函数可以被派生类重写，是多态的基础。使用virtual关键字派生类重写基类成员函数时，需保持函数签名一致，包括返回类型、函数名和参数列表。重写规则派生类重写基类函数时，访问权限不能比基类中的更严格，否则会导致编译错误。重写与访问权限继承与派生的规则04访问控制私有继承时，基类的公有成员和保护成员在派生类中变为私有成员，不可被外部访问。私有继承保护继承下，基类的公有和保护成员在派生类中变为保护成员，只能在类内部和派生类中访问。保护继承公有继承保持基类成员的访问权限不变，公有成员仍可被外部访问，保护成员仅限派生类访问。公有继承继承层次在单继承层次中，子类直接继承一个父类，形成清晰的层级结构，如C++中的类继承。01多重继承层次允许一个子类继承多个父类，增加了灵活性但也可能导致菱形继承问题。02抽象类和接口在继承层次中位于顶层，定义了子类必须实现的方法，但自身可能不提供实现。03继承层次的深度指的是从顶层基类到最底层子类的继承层数，深度越大，系统复杂度越高。04单继承层次多重继承层次抽象类与接口继承层次的深度虚函数与多态通过虚函数表（vtable）实现多态，运行时根据对象的实际类型调用相应的方法。多态的实现机制虚函数允许在派生类中重新定义基类的方法，实现运行时多态。虚函数的定义包含纯虚函数的类是抽象类，不能实例化，用于定义接口规范。纯虚函数与抽象类在需要通过基类指针或引用操作不同派生类对象时，使用虚函数实现多态行为。虚函数的使用场景继承与派生的实例05简单示例分析01定义一个基类“动物”，包含基本属性如“名称”和“年龄”，以及方法如“发声”。02创建派生类“狗”，继承自“动物”，增加特有属性“品种”和方法“摇尾巴”。03在“狗”类中重写“发声”方法，使其发出“汪汪”声，展示继承与派生的特性。04通过基类指针调用派生类的“发声”方法，演示多态性，如“动物*ptr=new狗;ptr->发声();”。基类定义派生类实现继承方法的重写多态性应用复杂应用案例在设计模式中，抽象类常用于定义接口，如工厂模式中的产品接口，派生类实现具体产品。抽象类的应用03游戏开发中，角色类继承自基类并重写虚拟函数，实现不同角色的特殊行为，如跳跃、攻击。虚拟函数的重写02在软件开发中，类的多层继承结构可以模拟现实世界中的组织架构，如汽车类继承自交通工具类。多层继承结构01复杂应用案例操作系统中，设备驱动程序通常继承自标准接口类，实现特定硬件的驱动功能。接口继承与实现在构建用户界面时，开发者可能选择继承已有的控件类来快速实现新功能，或通过组合多个控件来创建复合控件。继承与组合的抉择常见问题与解决方案在使用多重继承时，子类可能会继承到重复的基类成员，导致“菱形问题”。解决方案是使用虚继承来避免成员重复。多重继承的菱形问题01私有继承使得基类的公有和保护成员在子类中变为私有，限制了访问。解决方法是通过基类的公有接口进行间接访问。私有继承的访问限制02构造和析构时，基类和子类的顺序可能引起问题。解决方案是明确指定构造函数和析构函数的调用顺序，确保资源正确管理。继承中的构造函数和析构函数顺序03继承与派生的高级特性06抽象类与纯虚函数定义抽象类抽象类是不能实例化的类，它通常包含至少一个纯虚函数，用于定义接口。纯虚函数的优势使用纯虚函数可以强制派生类实现特定功能，提高代码的可扩展性和可维护性。实现纯虚函数抽象类的应用场景纯虚函数是一种特殊的虚函数，它没有具体的实现，必须在派生类中被重写。在设计模式中，抽象类常用于定义模板方法，确保派生类遵循统一的接口规范。模板类与模板继承模板类允许编写与数据类型无关的代码，如STL中的vector和list。模板类的定义与应用模板类的成员函数可以在类定义外部定义，支持泛型编程。模板类的成员函数模板继承允许派生类继承模板基类，实现代码复用和类型安全。模板继承的机制模板特化是针对特定类型提供特殊实现，以优化性能或处理特殊情况。模板特化混合继承允许模板类继承非模板类，实现更灵活的类设计。模板与非模板类的混合继承运行时类型识别(RTTI)RTTI允许程序在运行时确定对象的类型，是C++等语言中实现多态的关键技术之一。RTTI的基本概念01020304使用