Microsoft PowerPoint - 04-Inheritance.ppt

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好齐
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1 继承派生与多态性 1 本章主要内容类的继承与派生类成员的访问控制简单继承与多重继承派生类的构造析构函数多态性 2 1

2 类的继承与派生保持已有类的特性, 并在其基础上产生新的类, 称新类继承了已有类的特征, 或称已有类派生出新类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派生类将自动继承基类的所有特性 ( 属性和方法 ) 派生类可以定义新的特性 ( 属性和方法 ) 派生类可以对继承的方法定义新实现派生是一个从抽象到具体的过程派生新类的过程一般包括 : 吸收已有类的成员调整已有类的成员和添加新的成员三个步骤 3 现实世界对象的从属与继承关系交通工具汽车 Ð Æû³ µ ³ µ Â ÃÐ Ð³ µ ¹ ¾ß³ µ ½Î³ µ Ãæ ü³ µ 4 2

3 继承与派生的目的继承的目的实现代码重用, 派生问题可以继承原有问题中具有普遍性的解决方法最大程度利用原有的成果派生的目的当新的问题出现, 原有程序无法解决 ( 或不能完全解决 ) 时, 需要对原有程序进行改造, 具体解决新问题继承和派生通过 C++ 的类来实现 5 派生类的声明 class 派生类名 : 继承方式基类名派生类成员声明 ; 6 3

4 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 public 私有继承 private ( 缺省 ) 保护继承 protected 7 公有继承 (public) 基类的成员的访问属性 (public/protected/ private) 在派生类中访问属性保持不变派生类中的成员函数可以直接访问基类中的 public 和 protected 成员, 但不能访问基类的 private 成员对外部来说, 通过派生类的对象只能访问基类的 public 成员 8 4

5 class CBase // 基类 int x; protected: int y; private: int z; 例 : 公有继承 void CDerived::f(int i) x = i; // ok y = i; // ok z = i; // error int main() CDerived d; class CDerived: public CBase int a; void f(int i); d.x = 1; d.y = 2; d.z = 3; d.a = 4; d.f(5); // ok // error // error // ok // ok 9 私有继承 (private) 基类的 public/protected/private 成员在派生类中的访问属性都变成 private 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 成员对外部来说, 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员 10 5

6 class CBase int x; protected: int y; private: int z; 例 : 私有继承 void CDerived::f(int i) x = i; // ok y = i; // ok z = i; // error int main() CDerived d; class CDerived: private CBase int a; void f(int i); d.x = 1; d.y = 2; d.z = 3; d.a = 4; d.f(5); // error // error // error // ok // ok 11 保护继承 (protected) 基类的 public/protected 成员在派生类中的访问属性都变成 protected 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 成员对外部来说, 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员 12 6

7 类型兼容规则从某个基类的派生 public 派生类的对象, 可以作为基类对象来使用例如 : 人类派生学生类学生对象完全可以当作人类对象来使用但是, 相反的方向则禁止具体表现在 : 派生类的对象可以被赋值给基类对象派生类的对象可以用来初始化基类的引用指向基类的指针也可以用来指向派生类对象注 : 通过基类对象名指针只能访问基类的成员 13 单继承单继承与多重继承派生类只从一个基类派生多重继承派生类从多个基类派生派生类继承多个基类的所有的属性和行为成员 14 7

8 多重继承派生类从两个以上的父类继承派生类将继承和拥有所有父类的属性和方法 Student Programer Student_Programer 15 多重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 ; class C : public A, private B 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 16 8

9 派生类的构造函数基类的构造函数不被直接继承成为派生类的构造函数, 派生类中需要声明自己的构造函数在执行派生类构造函数时, 基类构造函数将被自动执行派生类的构造函数需要对本类中新增成员进行初始化对继承的基类成员的初始化, 可以在自动调用基类构造函数的时候, 由基类构造函数完成派生类构造函数也可以对继承的基类成员重新初始化派生类的构造函数需要向基类构造函数传递参数编写派生类的拷贝构造函数时, 也可能需要向基类拷贝构造函数传递参数 17 派生类的构造函数派生类名 :: 派生类名 ( 参数表 ) : 基类名 1( 参数表 1), 基类名 2( 参数表 2), 成员 1( 参数表 ), 成员 2( 参数表 ), 成员的初始化 ; 18 9

10 例 : 派生类的构造函数 class A A() A(int x) ; class B B() B(int y) class C : public A, public B C(); C(int z); C(int x, int y, int z); private: int c; C::C() // 调用 A B 的默认构造函数 c = 0; C::C(int z):a(0),b(0) c = z; C::C(int z):a(0),b(0),c(z) C::C(int x, int y, int z): A(x),B(y),c(z) 19 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. 执行派生类的构造函数体中的内容 20 10

11 派生类的析构函数基类的析构函数也不被派生类继承, 派生类自行声明, 但派生类的析构函数会自动调用基类的析构函数声明方法与一般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成员对象派生类基类 21 同名隐藏规则当派生类与基类中有相同成员时 : 若未加限定, 则通过派生类对象访问的是派生类中的同名成员如要通过派生类对象访问基类中被覆盖的同名成员, 应使用基类名限定 22 11

12 例 : 同名隐藏 #include <iostream> using namecpace std; class B1 // 基类 B1 int nv; void func() class D1: public B1 // 派生类 void D1::func() B1::nV = 1; B1::func(); nv = 0; func(); int main() D1 d; int nv; void func(); // 同名数据成员 // 同名函数成员 d.nv = -1; d.func(); d.b1::nv = 1; d.b1::func(); 23 类继承对象的内存映像派生类继承了父类的所有方法和属性父类对象父类的 private 属性父类的 protected 属性父类的 public 属性父类的 private 方法父类的 protected 方法父类的 public 方法父类的 private 属性父类的 protected 属性父类的 public 属性父类的 private 方法父类的 protected 方法父类的 public 方法派生类中包含父类的所有成员父类的内存映像父类的成员成为了派生类的成员在派生类中, 对父类成员的访问权限与其自身成员一样, 受到访问控制权限的限制派生类的 private 属性派生类的 protected 属性派生类的 public 属性派生类的 private 方法派生类的 protected 方法派生类的 public 方法派生类对象 24 12

13 多重继承派生类从两个以上的父类继承派生类将继承和拥有所有父类的属性和方法 class Student protected: char * pname; student 的属性和方法 class Programer protected: char * pname; class Student_Programer : public Student, public Programer programer 的属性和方法 Student_Programer 自身的属性和方法 25 友元友元是 C++ 提供的一种破坏数据封装和隐藏的机制目的是为了方便编程提高代码效率, 增加灵活性使程序员可以在封装性和快速性方面做合理折衷 C++ 允许将一个类或函数声明为另一个类的友元, 这样在这个类或函数中就能够直接访问第二个类的隐藏信息 ( 即 private/protected 类型的成员变量和成员函数 ) 可以使用友元函数和友元类, 关键字 friend 友元关系是单向的, 友元关系是不能传递的为了确保数据的完整性, 及数据封装与隐藏的原则, 建议尽量不使用或少使用友元 26 13

14 多态性 27 多态性的概念多态性是面向对象程序设计的重要特征之一多态性是指发出同样的消息被不同类型的对象接收时有可能导致完全不同的行为多态的实现 : 函数重载 / 运算符重载虚函数 28 14

15 联编 ( 绑定 ) 静态联编与动态联编程序自身彼此关联的过程, 确定程序中的操作调用与执行该操作的代码间的关系静态联编联编工作出现在编译阶段, 用对象名或者类名来限定要调用的函数动态联编联编工作在程序运行时执行, 在程序运行时才确定将要调用的函数 29 C++ 类的多态性类的多态性是面向对象程序设计的重要支柱多态性体现在, 当向某种类型的对象发送相同消息时 ( 即调用对象的方法 ), 允许不同对象进行不同的操作支持动态联编在程序运行的过程中, 确定具体调用对象的哪一个方法不提供多态性, 难以提高代码重用的效率 30 15

16 class complex 运算符重载 (overloading) // 复数类声明 complex(double r=0.0,double i=0.0) // 构造函数 real=r; imag=i; void display() cout << ( << real <<, << imag << ) ; // 显示复数的值 private: double real; double imag; 用 + - 能够实现复数的加减运算吗? 重载 + - 运算符 31 运算符重载的实质运算符重载与函数重载本质相同只不过重载的是 C++ 中保留的运算符 + - * / 运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义必要性 C++ 中预定义的运算符其运算对象只能是基本数据类型, 而不适用于用户自定义类型 ( 如类 ) 实现机制将指定的运算表达式转化为对运算符函数的调用, 运算对象转化为运算符函数的输入参数编译系统对重载运算符的选择, 遵循与函数重载选择相同的原则 32 16

17 规则和限制可以重载 C++ 中除下列运算符外的所有运算符. ( 类属关系运算符 ) *( 指针运算符 ) ::( 作用域分辨苻 )?:( 三目运算符 ) sizeof 运算符只能重载 C++ 语言中已有的运算符, 不可臆造新的不改变原运算符的优先级和结合性不能改变操作数的个数经重载的运算符, 其操作数中至少应该有一个是自定义类型,class 或 struct 33 运算符重载的两种形式重载为类成员函数运算符函数是类成员函数重载为友元函数运算符函数是类的友元函数若运算符函数只访问类中的 public 成员, 则无须是友元 34 17

18 运算符重载函数声明形式函数类型 operator 运算符 ( 形参 ) 重载为类成员函数时参数个数 = 原操作数个数 -1( 后置除外 ) 若某对象使用了重载的成员函数, 该对象自身的数据可以直接访问, 不需要通过形参表传递实际上, 减少了的操作数就是该对象本身重载为友元函数时参数个数 = 原操作数个数, 且至少应该有一个是自定义类型的形参 35 18

Microsoft PowerPoint - 8. 运算符重载 Operator Overloading.pptx

Microsoft PowerPoint - 8. 运算符重载 Operator Overloading.pptx 运算符重载 Operator Overloading class Point { public: ; double x_, y_; Why Operator Overloading? Point (double x =0, double y = 0):x_(x),y_(y) { int main(){ Point a(1., 2), b(3,4); Point c = a + b; return 0;