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C++ 继承

面向对象程序设计中最重要的一个概念是继承。继承允许我们依据另一个类来定义一个类,这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做,也达到了重用代码功能和提高执行时间的效果。

当创建一个类时,您不需要重新编写新的数据成员和成员函数,只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类,新建的类称为派生类

继承代表了 is a 关系。例如,哺乳动物是动物,狗是哺乳动物,因此,狗是动物,等等。

基类 & 派生类

一个类可以派生自多个类,这意味着,它可以从多个基类继承数据和函数。定义一个派生类,我们使用一个类派生列表来指定基类。类派生列表以一个或多个基类命名,形式如下:

class derived-class: access-specifier base-class

其中,访问修饰符 access-specifier 是 public、protectedprivate 其中的一个,base-class 是之前定义过的某个类的名称。如果未使用访问修饰符 access-specifier,则默认为 private。

假设有一个基类 ShapeRectangle 是它的派生类,如下所示:

实例

#include <iostream> using namespace std; // 基类 class Shape { public: void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; // 派生类 class Rectangle: public Shape { public: int getArea() { return (width * height); } }; int main(void) { Rectangle Rect; Rect.setWidth(5); Rect.setHeight(7); // 输出对象的面积 cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl; return 0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Total area: 35

访问控制和继承

派生类可以访问基类中所有的非私有成员。因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问,则应在基类中声明为 private。

我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型,如下所示:

访问publicprotectedprivate
同一个类yesyesyes
派生类yesyesno
外部的类yesnono

一个派生类继承了所有的基类方法,但下列情况除外:

  • 基类的构造函数、析构函数和拷贝构造函数。
  • 基类的重载运算符。
  • 基类的友元函数。

继承类型

当一个类派生自基类,该基类可以被继承为 public、protected private 几种类型。继承类型是通过上面讲解的访问修饰符 access-specifier 来指定的。

我们几乎不使用 protected private 继承,通常使用 public 继承。当使用不同类型的继承时,遵循以下几个规则:

  • 公有继承(public):当一个类派生自公有基类时,基类的公有成员也是派生类的公有成员,基类的保护成员也是派生类的保护成员,基类的私有成员不能直接被派生类访问,但是可以通过调用基类的公有保护成员来访问。
  • 保护继承(protected): 当一个类派生自保护基类时,基类的公有保护成员将成为派生类的保护成员。
  • 私有继承(private):当一个类派生自私有基类时,基类的公有保护成员将成为派生类的私有成员。

多继承

多继承即一个子类可以有多个父类,它继承了多个父类的特性。

C++ 类可以从多个类继承成员,语法如下:

class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类类体>
};

其中,访问修饰符继承方式是 public、protectedprivate 其中的一个,用来修饰每个基类,各个基类之间用逗号分隔,如上所示。现在让我们一起看看下面的实例:

实例

#include <iostream> using namespace std; // 基类 Shape class Shape { public: void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; // 基类 PaintCost class PaintCost { public: int getCost(int area) { return area * 70; } }; // 派生类 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(); // 输出对象的面积 cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl; // 输出总花费 cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl; return 0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Total area: 35
Total paint cost: $2450