第六讲——继承与组合.ppt

1、1,继承与组合,C+语言程序设计,2,主要内容,类的继承与派生 类成员的访问控制 单继承与多继承 派生类的构造与析构 类的组合 前向引用声明 用组合还是继承？,3,类的继承与派生,保持已有类的特性而构造新类的过程称为继承。 在已有类的基础上新增自己的特性而产生新类的过程称为派生。 被继承的已有类称为基类（或父类）。 派生出的新类称为派生类。,4,继承与派生问题举例,类的继承与派生,5,继承与派生问题举例,类的继承与派生,6,继承与派生问题举例,类的继承与派生,7,继承与派生问题举例,类的继承与派生,8,继承与派生的目的,继承的目的：实现代码重用。 派生的目的：当新的问题出现，原有程序无法解决（

2、或不能完全解决）时，需要对原有程序进行改造。,类的继承与派生,9,派生类的声明,class 派生类名：继承方式 基类名 成员声明； ,类的继承与派生,10,继承方式,不同继承方式的影响主要体现在： 派生类成员对基类成员的访问权限 通过派生类对象对基类成员的访问权限 三种继承方式 公有继承 私有继承 保护继承,类成员的访问控制,11,公有继承(public),基类的public和protected成员的访问属性在派生类中保持不变，但基类的private成员不可直接访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能直接访问基类的private成员。 通过派生

3、类的对象只能访问基类的public成员。,类成员的访问控制,12,例1 公有继承举例,class Point/基类Point类的声明 public:/公有函数成员 void InitP(float xx=0, float yy=0) X=xx;Y=yy; void Move(float xOff, float yOff) X+=xOff;Y+=yOff; float GetX() return X; float GetY() return Y; private:/私有数据成员 float X,Y; ;,类成员的访问控制,class Rectangle: public Point /派生类声明

4、public:/新增公有函数成员 void InitR(float x, float y, float w, float h) InitP(x,y);W=w;H=h;/调用基类公有成员函数 float GetH() return H; float GetW() return W; private:/新增私有数据成员 float W,H; ;,13,#include #include using namecpace std; int main() Rectangle rect; rect.InitR(2,3,20,10); /通过派生类对象访问基类公有成员 rect.Move(3,2); cou

5、trect.GetX(), rect.GetY(), rect.GetH(), rect.GetW()endl; return 0; ,14,15,私有继承(private),基类的public和protected成员都以private身份出现在派生类中，但基类的private成员不可直接访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能直接访问基类的private成员。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。,类成员的访问控制,16,例2 私有继承举例,class Rectangle: private Point/派生类声明 public:/新

6、增外部接口 void InitR(float x, float y, float w, float h) InitP(x,y);W=w;H=h;/访问基类公有成员 void Move(float xOff, float yOff) Point:Move(xOff,yOff); float GetX() return Point:GetX(); float GetY() return Point:GetY(); float GetH() return H; float GetW() return W; private:/新增私有数据 float W,H; ;,类成员的访问控制,#include

7、#include using namecpace std; int main() /通过派生类对象只能访问本类成员 Rectangle rect; rect.InitR(2,3,20,10); rect.Move(3,2); coutrect.GetX(), rect.GetY(), rect.GetH(),rect.GetW()endl; return 0; ,17,18,保护继承(protected),基类的public和protected成员都以protected身份出现在派生类中，但基类的private成员不可直接访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protec

8、ted成员，但不能直接访问基类的private成员。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员,类成员的访问控制,19,protected 成员的特点与作用,对建立其所在类对象的模块来说，它与 private 成员的性质相同。 对于其派生类来说，它与 public 成员的性质相同。 既实现了数据隐藏，又方便继承，实现代码重用。,类成员的访问控制,20,例3 protected 成员举例,class A protected: int x; int main() A a; a.x=5; /错误 ,类成员的访问控制,class A protected: int x; class B: publi

9、c A public: void Function(); ; void B:Function() x=5; /正确 ,21,22,访问权修饰符总结,访问权修饰符：public, protected,private,23,类型兼容规则,一个公有派生类的对象在使用上可以被当作基类的对象，反之则禁止。具体表现在： 派生类的对象可以被赋值给基类对象。 派生类的对象可以初始化基类的引用。 指向基类的指针也可以指向派生类。 通过基类对象名、指针只能使用从基类继承的成员,类型兼容,24,基类与派生类的对应关系,单继承 派生类只从一个基类派生。 多继承 派生类从多个基类派生。 多重派生 由一个基类派生出多个不

10、同的派生类。 多层派生 派生类又作为基类，继续派生新的类。,单继承与多继承,25,多继承时派生类的声明,class 派生类名：继承方式1 基类名1，继承方式2 基类名2，. 成员声明； 注意：每一个“继承方式”，只用于限制对紧随其后之基类的继承。,单继承与多继承,26,多继承举例,class A public: void setA(int); void showA(); private: int a; ; class B public: void setB(int); void showB();,private: int b; ; class C : public A, private B p

11、ublic: void setC(int, int, int); void showC(); private: int c; ;,单继承与多继承,void A:setA(int x) a=x; void B:setB(int x) b=x; void C:setC(int x, int y, int z) /派生类成员直接访问基类的 /公有成员 setA(x); setB(y); c=z; /其它函数实现略,int main() C obj; obj.setA(5); obj.showA(); obj.setC(6,7,9); obj.showC(); / obj.setB(6); 错误 /

12、obj.showB(); 错误 return 0; ,27,28,继承时的构造函数,基类的构造函数不被继承，派生类中需要声明自己的构造函数。 声明构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始化，对继承来的基类成员的初始化，自动调用基类构造函数完成。 派生类的构造函数需要给基类的构造函数传递参数,派生类的构造、析构函数,29,单一继承时的构造函数,派生类名:派生类名(基类所需的形参，本类成员所需的形参):基类名(参数表) 本类成员初始化赋值语句； ；,派生类的构造、析构函数,30,单一继承时的构造函数举例,#include using namecpace std; class B public:

13、B(); B(int i); B(); void Print() const; private: int b; ;,派生类的构造、析构函数,B:B() b=0; coutBs default constructor called.endl; B:B(int i) b=i; coutBs constructor called. endl; B:B() coutBs destructor called.endl; void B:Print() const coutbendl; ,31,class C:public B public: C(); C(int i,int j); C(); void P

14、rint() const; private: int c; ;,32,C:C() c=0; coutCs default constructor called.endl; C:C(int i,int j):B(i) c=j; coutCs constructor called.endl; C:C() coutCs destructor called.endl; void C:Print() const B:Print();coutcendl; void main() C obj(5,6);obj.Print(); ,33,34,多继承时的构造函数,派生类名:派生类名(基类1形参，基类2形参，.

15、基类n形参，本类形参):基类名1(参数), 基类名2(参数), .基类名n(参数) 本类成员初始化赋值语句； ；,派生类的构造、析构函数,35,派生类与基类的构造函数,当基类中声明有默认形式的构造函数或未声明构造函数时，派生类构造函数可以不向基类构造函数传递参数。 若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，全采用缺省形式构造函数。 当基类声明有带形参的构造函数时，派生类也应声明带形参的构造函数，并将参数传递给基类构造函数。,派生类的构造、析构函数,36,多继承且有内嵌对象时的构造函数,派生类名:派生类名(基类1形参，基类2形参，.基类n形参，本类形参):基类名1(参数), 基类名2(参数)

16、, .基类名n(参数)，对象数据成员的初始化 本类成员初始化赋值语句； ；,派生类的构造、析构函数,37,构造函数的调用次序,1 调用基类构造函数，调用顺序按照它们被继承时声明的顺序（从左向右）。 2 调用成员对象的构造函数，调用顺序按照它们在类中声明的顺序。 3 派生类的构造函数体中的内容。,派生类的构造、析构函数,38,拷贝构造函数,若建立派生类对象时调用缺省拷贝构造函数，则编译器将自动调用基类的缺省拷贝构造函数。 若编写派生类的拷贝构造函数，则需要为基类相应的拷贝构造函数传递参数。例如: C:C(C class B1/基类B1，构造函数有参数 public: B1(int i) cout

17、constructing B1 iendl; ; class B2/基类B2，构造函数有参数 public: B2(int j) coutconstructing B2 jendl; ; class B3/基类B3，构造函数无参数 public: B3()coutconstructing B3 *endl; ;,派生类的构造、析构函数,class C: public B2, public B1, public B3 public:/派生类的公有成员 C(int a, int b, int c, int d): B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b) privat

18、e:/派生类的私有对象成员 B1 memberB1; B2 memberB2; B3 memberB3; ; void main() C obj(1,2,3,4); ,运行结果： constructing B2 2 constructing B1 1 constructing B3 * constructing B1 3 constructing B2 4 constructing B3 *,40,41,继承时的析构函数,析构函数也不被继承，派生类自行声明 声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。 不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。 析构函数的调用次序与构造函数相反。

19、,派生类的构造、析构函数,42,例6 派生类析构函数举例,派生类的构造、析构函数,#include using namecpace std; class B1/基类B1声明 public: B1(int i) coutconstructing B1 iendl; B1() coutdestructing B1 endl; ; class B2/基类B2声明 public: B2(int j) coutconstructing B2 jendl; B2() coutdestructing B2 endl; ; class B3/基类B3声明 public: B3()coutconstructin

20、g B3 *endl; B3() coutdestructing B3 endl; ;,class C: public B2, public B1, public B3 public: C(int a, int b, int c, int d): B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b) private: B1 memberB1; B2 memberB2; B3 memberB3; ; void main() C obj(1,2,3,4); ,43,44,例6 运行结果,constructing B2 2 constructing B1 1 constructin

21、g B3 * constructing B1 3 constructing B2 4 constructing B3 * destructing B3 destructing B2 destructing B1 destructing B3 destructing B1 destructing B2,45,组合的概念,类中的成员数据是另一个类的对象。 可以在已有的抽象的基础上实现更复杂的抽象。,类 的 组 合,46,例7,class Point private: float x,y; /点的坐标 public: Point(float h,float v); /构造函数 float GetX(

22、void); /取X坐标 float GetY(void); /取Y坐标 void Draw(void); /在(x,y)处画点 ; /.函数的实现略,类 的 组 合,47,class Line private: Point p1,p2; /线段的两个端点 public: Line(Point a,Point b); /构造函数 Void Draw(void); /画出线段 ; /.函数的实现略,49,48,类组合的构造函数设计,原则：不仅要负责对本类中的基本类型成员数据赋初值，也要对对象成员初始化。 声明形式： 类名:类名(对象成员所需的形参，本类成员形参) ：对象1(参数)，对象2(参数)

23、，. 本类初始化 ,类 的 组 合,49,类组合的构造函数调用,构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声明者先构造）。然后调用本类的构造函数。（析构函数的调用顺序相反） 若调用默认构造函数（即无形参的），则内嵌对象的初始化也将调用相应的默认构造函数。,类 的 组 合,50,类的组合 例8,class Part /部件类 public: Part(); Part(int i); Part(); void Print(); private: int val; ;,类 的 组 合,51,class Whole public: Whole(); Whole(int i,in

24、t j,int k); Whole(); void Print(); private: Part one; Part two; int date; ;,53,52,Whole:Whole() date=0; Whole:Whole(int i,int j,int k): two(i),one(j),date(k) /.其它函数的实现略,54,53,前向引用声明,类应该先声明，后使用 如果需要在某个类的声明之前，引用该类，则应进行前向引用声明。 前向引用声明只为程序引入一个标识符，但具体声明在其它地方。,类 的 组 合,54,前向引用声明举例,class B; /前向引用声明 class A p

25、ublic: void f(B b); ; class B public: void g(A a); ;,类 的 组 合,55,前向引用声明注意事项,使用前向引用声明虽然可以解决一些问题，但它并不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向引用声明，但是在提供一个完整的类声明之前，不能声明该类的对象，也不能在内联成员函数中使用该类的对象。请看下面的程序段： class Fred;/前向引用声明 class Barney Fred x;/错误：类Fred的声明尚不完善 ; class Fred Barney y; ;,类 的 组 合,56,前向引用声明注意事项,class Fred;/前向引用声明 c

26、lass Barney public: void method() x-yabbaDabbaDo();/错误：Fred类的对象在定义之前被使用 private: Fred* x; /正确，经过前向引用声明，可以声明Fred类的对象指针 ; class Fred public: void yabbaDabbaDo(); private: Barney* y; ;,类 的 组 合,57,前向引用声明注意事项,应该记住：当你使用前向引用声明时，你只能使用被声明的符号，而不能涉及类的任何细节。,类 的 组 合,58,用组合还是继承？,继承和组合都是重要的重用方法 在OO开发的早期，继承被过度使用 C+

27、的“继承”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继承”太有用、太容易用，才要防止乱用“继承”。我们应当给“继承”一些使用规则。 规则1：如果类A 和类B 毫不相关，不能为了使B 的功能更多些而让B继承A 的功能和属性。,59,用组合还是继承？,规则2：若在逻辑上B 是A 的“一种”（a kind of ），则允许B 继承A 的功能和属性。 例如：男人（Man）是人（Human）的一种，男孩（Boy）是男人的一种。 那么类Man 可以从类Human 派生，类Boy 可以从类Man 派生。 class Human ;class Man : public Human ;class Boy : public Man ;,60,用组合还是继承？,看起来很简单，但是实际应用时可能会有意外，继承的概念在程序世界与现实世界并不完全相同。 例如从生物学角度讲，鸵鸟（Ostrich）是鸟（Bird）的一种，按理说类Ostrich 应该可以从类Bird 派生。但是鸵鸟不能飞，那么Ostrich:Fly 怎么理解？class Bird public: virtual void Fly(void); ;cla