C++ 繼承

2022-06-13 15:20 更新

C++ 繼承

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)概念是繼承。繼承允許我們依據(jù)另一個(gè)類(lèi)來(lái)定義一個(gè)類(lèi),這使得創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)應(yīng)用程序變得更容易。這樣做,也達(dá)到了重用代碼功能和提高執(zhí)行時(shí)間的效果。

當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)時(shí),您不需要重新編寫(xiě)新的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù),只需指定新建的類(lèi)繼承了一個(gè)已有的類(lèi)的成員即可。這個(gè)已有的類(lèi)稱(chēng)為基類(lèi),新建的類(lèi)稱(chēng)為派生類(lèi)。

繼承代表了 is a 關(guān)系。例如,哺乳動(dòng)物是動(dòng)物,狗是哺乳動(dòng)物,因此,狗是動(dòng)物,等等。

基類(lèi) & 派生類(lèi)

一個(gè)類(lèi)可以派生自多個(gè)類(lèi),這意味著,它可以從多個(gè)基類(lèi)繼承數(shù)據(jù)和函數(shù)。定義一個(gè)派生類(lèi),我們使用一個(gè)類(lèi)派生列表來(lái)指定基類(lèi)。類(lèi)派生列表以一個(gè)或多個(gè)基類(lèi)命名,形式如下:

class derived-class: access-specifier base-class

其中,訪問(wèn)修飾符 access-specifier 是 public、protectedprivate 其中的一個(gè),base-class 是之前定義過(guò)的某個(gè)類(lèi)的名稱(chēng)。如果未使用訪問(wèn)修飾符 access-specifier,則默認(rèn)為 private。

假設(shè)有一個(gè)基類(lèi) ShapeRectangle 是它的派生類(lèi),如下所示:

#include <iostream>
 
using namespace std;

// 基類(lèi)
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};

// 派生類(lèi)
class Rectangle: public Shape
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};

int main(void)
{
   Rectangle Rect;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);

   // 輸出對(duì)象的面積
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;

   return 0;
} 

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:

Total area: 35

訪問(wèn)控制和繼承

派生類(lèi)可以訪問(wèn)基類(lèi)中所有的非私有成員。因此基類(lèi)成員如果不想被派生類(lèi)的成員函數(shù)訪問(wèn),則應(yīng)在基類(lèi)中聲明為 private。

我們可以根據(jù)訪問(wèn)權(quán)限總結(jié)出不同的訪問(wèn)類(lèi)型,如下所示:

訪問(wèn)publicprotectedprivate
同一個(gè)類(lèi)yesyesyes
派生類(lèi)yesyesno
外部的類(lèi)yesnono

一個(gè)派生類(lèi)繼承了所有的基類(lèi)方法,但下列情況除外:

  • 基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和拷貝構(gòu)造函數(shù)。
  • 基類(lèi)的重載運(yùn)算符。
  • 基類(lèi)的友元函數(shù)。

繼承類(lèi)型

當(dāng)一個(gè)類(lèi)派生自基類(lèi),該基類(lèi)可以被繼承為 public、protected private 幾種類(lèi)型。繼承類(lèi)型是通過(guò)上面講解的訪問(wèn)修飾符 access-specifier 來(lái)指定的。

我們幾乎不使用 protected private 繼承,通常使用 public 繼承。當(dāng)使用不同類(lèi)型的繼承時(shí),遵循以下幾個(gè)規(guī)則:

  • 公有繼承(public):當(dāng)一個(gè)類(lèi)派生自公有基類(lèi)時(shí),基類(lèi)的公有成員也是派生類(lèi)的公有成員,基類(lèi)的保護(hù)成員也是派生類(lèi)的保護(hù)成員,基類(lèi)的私有成員不能直接被派生類(lèi)訪問(wèn),但是可以通過(guò)調(diào)用基類(lèi)的公有保護(hù)成員來(lái)訪問(wèn)。
  • 保護(hù)繼承(protected): 當(dāng)一個(gè)類(lèi)派生自保護(hù)基類(lèi)時(shí),基類(lèi)的公有保護(hù)成員將成為派生類(lèi)的保護(hù)成員。
  • 私有繼承(private):當(dāng)一個(gè)類(lèi)派生自私有基類(lèi)時(shí),基類(lèi)的公有保護(hù)成員將成為派生類(lèi)的私有成員。

多繼承

多繼承即一個(gè)子類(lèi)可以有多個(gè)父類(lèi),它繼承了多個(gè)父類(lèi)的特性。

C++ 類(lèi)可以從多個(gè)類(lèi)繼承成員,語(yǔ)法如下:

class <派生類(lèi)名>:<繼承方式1><基類(lèi)名1>,<繼承方式2><基類(lèi)名2>,…
{
<派生類(lèi)類(lèi)體>
};

其中,訪問(wèn)修飾符 access 是 public、protectedprivate 其中的一個(gè),用來(lái)修飾每個(gè)基類(lèi),各個(gè)基類(lèi)之間用逗號(hào)分隔,如上所示?,F(xiàn)在讓我們一起看看下面的實(shí)例:

#include <iostream>
 
using namespace std;

// 基類(lèi) Shape
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};

// 基類(lèi) PaintCost
class PaintCost 
{
   public:
      int getCost(int area)
      {
         return area * 70;
      }
};

// 派生類(lèi)
class Rectangle: public Shape, public PaintCost
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};

int main(void)
{
   Rectangle Rect;
   int area;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);

   area = Rect.getArea();
   
   // 輸出對(duì)象的面積
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;

   // 輸出總花費(fèi)
   cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;

   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:

Total area: 35
Total paint cost: $2450


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