c++课件第十一章继承与派生

1、第11章 继承和派生11.1继承与派生的概念 图11.1 图11.2本书中的约定,箭头表示继承的方向,从派生类指向基类。图11.3图11.4图11.511.2派生类的声明方式class Studentpublic:void get_value()cinnumnamesex;void display( )coutnum: numendl;coutname: nameendl;coutsex: sexageaddr;void display_1()coutage:ageendl; coutaddress: addrendl;private: int age; string addr;继承方式有：p

2、ublic(公有),private(私有),protected(保护)11.3派生类的构成 图11.611.4派生类成员的访问属性11.4.1公用继承 例11.1公有继承实例。#include #include using namespace std;class Studentpublic:void get_value()cinnumnamesex;void display( )coutnum: numendl;coutname: nameendl;coutsex: sexageaddr;void display_1() /coutnum: numendl; /企图引用基类的私有成员，错误 /

3、coutname: nameendl; /企图引用基类的私有成员，错误 /coutsex: sexendl; /企图引用基类的私有成员，错误 coutage: ageendl; /引用派生类的私有成员，正确 coutaddress: addrendl; /引用派生类的私有成员，正确private: int age; string addr;int main()Student1 stud1;stud1.get_value();stud1.get_value_1();stud1.display();stud1.display_1();return 0;1001 huang F 18 Beijing

4、num: 1001name: huangsex: Fage: 18address: Beijing#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:int GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:public Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在公有派生中基类的私有成员在派生类中是不可访问的 int GetH()coutGetX()endl;

5、Z=88;return Height;/在公有派生中基类的公有成员在派生类中还是公有成员int GetW()P=55;return Width;/在公有派生中基类的保护成员在派生类中还是保护成员;class test:public Rectanglevoid fun2()P=89;/P在test类中是可访问的void fun1()Z=66;/Z在test类中是可访问的;void fun()Rectangle r; /定义对象rint Xvalue=r.GetX(); /使用基类返回r的X值int h=r.GetH(); /通过派生类返回r的H值r.Z=99; /在公有派生中基类的公有成员在/派

6、生类中还是公有成员 r.P=109;/在公有派生中基类的保护成员/在派生类中还是保护成员void main()fun();11.4.2私有继承 图11.7例11.2 私有继承实例#include #include using namespace std;#include #include using namespace std;class Studentpublic:void display( ) coutnum: numendl;coutname: nameendl;coutsex: sexendl;private :int num;string name;char sex; class S

7、tudent1: private Studentpublic:void display_1() display();/调用基类公有成员函数，/在派生类中成为私有成员coutage: ageendl;/引用派生类的私有成员，正确 coutaddress: addrendl;/引用派生类的私有成员，正确private:int age; string addr; ;int main()Student1 stud1;/stud1.display();/错误stud1.display_1();return 0;#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:i

8、nt GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:private Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在私有派生中基类的私有成员在派生类中是不可访问的int GetH()coutGetX()endl;Z=88;return Height;/在私有派生中基类的公有成员在派生类中是私有成员int GetW()P=55;return Width;/在私有派生中基类的保护成员在派生类中是私有成员;

9、class test:public Rectangle/void fun2()P=89;/P在test类中是不可访问的/void fun1()Z=66;/Z在test类中是不可访问的;void fun()Rectangle r; /定义对象r/int Xvalue=r.GetX(); /使用基类返回r的X值int h=r.GetH(); /通过派生类返回r的H值 /r.Z=99;/在私有派生中基类的公有成员在派生类中是私有成员/r.P=109;/在私有派生中基类的保护成员在派生类中还是私有成员void main()fun();11.4.3保护成员和保护继承例11.3在派生类中引用保护成员。#i

10、nclude #include using namespace std;class Student /声明基类public: /基类公用成员 void display( );protected : /基类保护成员 int num; string name; char sex;void Student:display( )coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl;class Student1: protected Student /用protected继承方式声明一个派生类public:void display1( );priv

11、ate:int age; string addr;void Student1:display1( )coutnum: numendl; /引用基类的保护成员，合法 coutname: nameendl;/引用基类的保护成员，合法 coutsex: sexendl;/引用基类的保护成员，合法 coutage: ageendl;/引用派生类的私有成员，合法 coutaddress: addrendl;/引用派生类的私有成员，合法int main( )Student1 stud1; /stud1是派生类student2的对象stud1.display1( );/display是派生类中的保护成员函数

12、return 0;#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:int GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:protected Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在保护派生中基类的私有成员在派生类中是不可访问的int GetH()coutGetX()endl;Z=88;return Height;/在保护派生中基类的公有成员在派生类中

13、是保护的int GetW()P=55;return Width;/在保护派生中基类的保护成员在派生类中是保护的;class test:public Rectanglevoid fun2()P=89;void fun1()Z=66;class test_test:public testvoid fun3()P=89;/证明P是保护的void fun4()Z=66;/证明Z是保护的;void fun()Rectangle r; /定义对象rint h=r.GetH(); /通过派生类返回r的H值 /r.Z=99;/在保护派生中基类的公有成员在派生类中是保护的 /r.P=109;/在保护派生中基类的

14、公有成员在派生类中是保护的void main()fun();test t1;/t1.P=90;/错误证明P不是公有的/t1.Z=79;/错误证明Z不是公有的11.4.4多级派生时的访问属性例11.4 多级派生时的访问属性class A /基类public:int i;protected:void f2();int j;private:int k;class B: public A /public方式public:void f3( );protected:void f4();private:int m;class C: protected B /protected方式public:void f5

15、();private:int n; i f2 j k基类A派生类B派生类C11.5派生类的构造函数和析构函数11.5.1简单的派生类的构造函数例11.5 简单的派生类的构造函数#include #includeusing namespace std;class Student /声明基类public: /公用部分 Student(int n,string nam,char s )/基类构造函数 num=n; name=nam; sex=s; Student( ) /基类析构函数protected: /保护部分 int num; string name; char sex ; ;class St

16、udent1: public Student/声明公用派生类studentpublic: Student1(int n,string nam,char s,int a,char ad) : Student(n,nam,s)/派生类构造函数 age=a;/在函数体中只对派生类新增的数据成员初始化 addr=ad; void show( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; coutage: ageendl; coutaddress: addrendlendl; Student1( ) /派生类析构函数private:

17、/派生类的私有部分 int age; string addr; ; int main( )Student1 stud1(10010,Wang-li,f,19,115 Beijing Road,Shanghai);Student1 stud2(10011,Zhang-fun,m,21,213 Shanghai Road,Beijing);stud1.show( ); /输出第一个学生的数据stud2.show( ); /输出第二个学生的数据return 0;num: 10010name: Wang-lisex: fage: 19address: 115 Beijing Road,Shanghai

18、num: 10011name: Zhang-funsex: mage: 21address: 213 Shanghai Road,Beijing图11.10图11.1111.5.2有子对象的派生类的构造函数例11.6包含子对象的派生类的构造函数。#include #include using namespace std;class Student /声明基类public: /公用部分Student(int n,string nam)/基类构造函数 num=n;name=nam;void display() /输出基类数据成员 coutnum:numendlname:nameendl;prote

19、cted: /保护部分 int num; string name;class Student1: public Student /用public继承方式声明派生类studentpublic:Student1(int n,string nam,int n1,string nam1,int a,string ad):Student(n,nam),monitor(n1,nam1) /派生类构造函数 age=a; /在此处只对派生类新增的数据成员初始化 addr=ad; void show( ) coutThis student is:endl;display(); /输出num和namecoutag

20、e: ageendl;coutaddress: addrendlendl; void show_monitor()/输出子对象的数据成员 coutendlClass monitor is:endl;monitor.display();/调用基类成员函数 private: /派生类的私有数据 Student monitor; /定义子对象(班长) int age; string addr; ; int main( )Student1 stud1(10010,Wang-li,10001,Li-sun,19,115 Beijing Road,Shanghai);stud1.show( );/输出第一

21、个学生的数据stud1.show_monitor(); /输出子对象的数据return 0;This student is:num:10010name:Wang-liage: 19address: 115 Beijing Road,ShanghaiClass monitor is:num:10001name:Li-sun 图11.12执行派生类构造函数的顺序是：（1） 调用基类构造函数，对基类数据成员初始化。（2） 调用子对象的构造函数，对子对象的数据成员初始化。（3） 执行派生类构造函数，对派生类数据成员初始化。11.5.3多层派生时的构造函数例11.7#include #includeus

22、ing namespace std;class Student /声明基类public: /公用部分 Student(int n, string nam)/基类构造函数 num=n;name=nam; void display() /输出基类数据成员 coutnum:numendl;coutname:nameendl; protected: /保护部分 int num; /基类有两个数据成员 string name;class Student1: public Student/声明公用派生类Student1 public: Student1(int n,string nam,int a):St

23、udent(n,nam)/派生类构造函数 age=a; /在此处只对派生类新增的数据成员初始化 void show( ) /输出num，name和age display(); /输出num和namecoutage: ageendl; private: /派生类的私有数据 int age; /增加一个数据成员;class Student2:public Student1 /声明间接公用派生类student2 public: /下面是间接派生类构造函数 Student2(int n,string nam,int a,int s):Student1(n,nam,a) score=s; void sh

24、ow_all() /输出全部数据成员 show(); /输出num和name coutscore:scoreendl;/输出age private: int score;/增加一个数据成员; int main( )Student2 stud(10010,Li,17,89);stud.show_all( ); /输出学生的全部数据return 0;num:10010name:Liage: 17score:89图11.1311.5.4派生类构造函数的特殊形式11.5.5派生类的析构函数析构函数的执行顺序与构造函数正好相反：先执行派生类的析构函数，再执行子对象的析构函数，最后执行基类的析构函数。/测

25、试例子#includeclass base private: int a;public: base(int i); base(); base : base(int i)a=i;cout constructing base aendl;base : base()cout destroying base aendl;class derived : public base private: int d; base member;public: derived(int i,int j,int k); derived();derived : derived(int i,int j,int k):base

26、(i),member(j)d=k;cout constructing derivedendl;derived : derived()cout destroying derivedendl;void main()derived d(5,8,12);constructing base 5constructing base 8constructing deriveddestroying deriveddestroying base 8destroying base 511.6多重继承11.6.1声明多重继承的方法class D:public A,private B,protected C类D新增加的

27、成员11.6.2多重继承派生类的构造函数派生类构造函数（总参数表列）：基类1构造函数名（参数表列），基类2构造函数（参数表列），基类3构造函数（参数表列）派生类中新增数据成员初始化语句例11.8 声明一个教师（Teacher）类和一个学生(Student)类，用多重继承方式声明一个研究生（Graduate）派生类。教师类包括数据成员name,age,title.学生类中包括数据成员name1,sex,score.在定义派生类对象时给出初始化数据，然后输出这些数据。#include #include using namespace std;class Teacher /声明Teacher(教师)

28、类public: /公用部分Teacher(string nam,int a,string t) name=nam;age=a;title=t;/构造函数 void display()/输出教师有关数据 coutname:nameendl;coutageageendl;couttitle:titleendl; protected: /保护部分 string name; int age; string title; /职称;class Student /声明类Student(学生)public:Student(string nam,char s,float sco) name1=nam;sex=

29、s;score=sco;/构造函数void display1() /输出学生有关数据 coutname:name1endl;coutsex:sexendl;coutscore:scoreendl; protected: /保护部分string name1;char sex;float score; /成绩;class Graduate:public Teacher,public Student public:/声明多重继承的派生类GraduateGraduate(string nam,int a,char s,string t,float sco,float w): Teacher(nam,a

30、,t),Student(nam,s,sco),wage(w)void show( ) /输出人员的有关数据 coutname:nameendl;coutage:ageendl;coutsex:sexendl;coutscore:scoreendl;couttitle:titleendl;coutwages:wageendl; private: float wage; /工资;int main( )Graduate grad1(Wang-li,24,f,assistant, 89.5,1234.5);grad1.show( );return 0;name:Wang-liage:24sex:fsc

31、ore:89.5title:assistantwages:1234.5#includeclass base1public:base1()cout constructing baselendl;class base2public:base2()cout constructing base2endl;class base3public:base3()coutconstructing base3endl;class base4public:base4()coutconstructing base4endl;class derived : public base2,public base1,publi

32、c base3private:base4 memobj;void main()derived d;constructing base2constructing baselconstructing base3constructing base411.6.3多重继承引起的二义性问题(1) 两个基类有同名成员。class Apublic:int a:void display();class Bpublic:int a:void display();class C:public A,public Bpublic:int b:void show();图11.14C c1;c1.a=3;产生二义性，应改为

33、 c1.A:a=3;使用基类名来限定c1.display();产生二义性，应改为c1.B:display();在C类成员函数中可以这么写:A:a=3;B:a=8; B:display();图11.15(2) 两个基类和派生类都有同名成员，将上面C类改为：class C:public A,public Bpublic:int a;void display();C c1;c1.a=3;/正确，派生类同名成员覆盖了基类中同名成员。c1.display();/正确。此时强制使用基类名的办法是；c1.A:a=3;/使用基类名来限定c1.B:display();/使用基类名来限定(3)如果类A和类B是从同

34、一个基类派生的。class Npublic:int a;void display()coutA:a=aendl;class A:public Npublic:int a1:class B:public Npublic:int a2:class C:public A,public Bpublic:int a3:void show()couta3=a3endl;void main()C c1; 图11.19 图11. 20怎样才能访问类A中从基类N继承下来的成员呢？不能写成c1.a=3;c1.dispay();或c1.N:a=3;c1.N:display();应该写成：c1.A:a=3;c1.B:

35、display();11.6.4虚基类1. 虚基类的作用 图11.21图11.22现将类A声明为虚基类：class A.;class B:virtual public A.;class C:virtual public A.;class D:public B,public C.;则此时，D只继承基类A一次。 图11.24图11.23注意：为了保证虚基类在派生类中只继承一次，应当在该基类的所有直接派生类中声明为虚基类。2. 虚基类的初始化class AA(int i).;class B:virtual public AB(int n):A(n).;class C:virtual public A

36、C(int n):A(n).;class D:public B,public CD(int n):A(n),B(n),C(n).;注意：在定义类D的构造函数时，与以往使用的方法有所不同。以前，在派生类的构造函数中只负责对其直接基类的初始化，再由其直接基类负责对间接基类初始化。现在，由于虚基类在派生类中只有一份数据成员，所以这份数据成员的初始化，必须由派生类直接给出。3. 虚基类的简单应用举例 图11.25例11.9 在例11.8的基础上，在Teacher类和Student类之上增加一个共同的基类Person，作为人员的一些基本数据都放在Person中，在Teacher类和Student类中增加

37、一些必要数据。#include #include using namespace std;/定义公共基类Personclass Person public:Person(char *nam,char s,int a) /构造函数 strcpy(name,nam);sex=s;age=a;protected: /保护成员char name20;char sex;int age;/定义类Teacherclass Teacher:virtual public Personpublic: /声明Person为公用继承的虚基类 Teacher(char *nam,char s,int a, char *

38、t):Person(nam,s,a) strcpy(title,t); /构造函数protected: /保护成员 char title10;/职称;/定义类Studentclass Student:virtual public Person public: /声明Person为公用继承的虚基类Student(char *nam,char s,int a,float sco): Person(nam,s,a),score(sco)/构造函数初始化表protected: /保护成员 float score; /成绩;/定义多重继承的派生类Graduateclass Graduate:public

39、 Teacher,public Studentpublic:/声明Teacher和Student类为公用继承的直接基类Graduate(char *nam,char s,int a,char *t, float sco,float w): /构造函数 Person(nam,s,a),Teacher(nam,s,a,t), Student(nam,s,a,sco),wage(w) /初始化表 void show( ) /输出研究生的有关数据 coutname:nameendl;coutage:ageendl;coutsex:sexendl;coutscore:scoreendl;couttitl

40、e:titleendl;coutwages:wageendl; private: float wage; /工资;int main( )Graduate grad1(Wang-li,f, 24,assistant,89.5,1234.5);grad1.show( );return 0;name:Wang-liage:24sex:fscore:89.5title:assistantwages:1234.511.7基类与派生类的转换（1） 派生类对象可以向基类对象赋值。A a1;/定义基类A的对象a1B b1;/定义类A的公用派生类B的对象b1a1=b1;/用派生类B的对象b1对基类对象a1赋值但

41、是，反过来不成立，基类对象不能向派生类对象赋值，因为基类不包含派生类新增数据成员。图11.26（2）派生类对象可以替代基类对象向基类对象的引用进行赋值或初始化。A a1;/定义基类A的对象a1B b1;/定义类A的公用派生类B的对象b1A&r=b1;/定义基类A对象的引用变量r,并用 /派生类B的对象b1对其进行初始化注意：此时r并不是b1的别名，也不与b1共享同一段存储单元。它只是b1中基类部分的别名，r与b1中基类部分共享同一段存储单元，r与b1具有相同的起始地址。（3）如果函数的参数是基类对象或基类对象的引用，相应的实参可以用派生类的对象。void fun(A& r)coutr.nume

42、ndl;fun(b1);（4）派生类对象的地址可以赋值指向基类对象的指针变量。例11.10 定义一个基类Student(学生)，再定义Student类的公用派生类Graduate（研究生），用指向基类的对象的指针输出数据。#include #include using namespace std;class Studentpublic: Student(int,string,float); void display();private: int num; string name; float score;Student:Student(int n,string nam,float s)num=n;name=nam;score=s;void Student:display()coutendlnum:numendl;coutname:nameendl;coutscore:scoreendl;class Graduate:publi