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牡方郎
9 years ago
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1 Inheritance Cheng-Chin Chiang

2 Relationships among Classes A 類別使用 B 類別學生使用手機傳遞訊息公司使用金庫儲存重要文件人類使用交通工具旅行 A 類別中有 B 類別汽車有輪子三角形有三個頂點電腦內有中央處理單元 A 類別是一種 B 類別每個正方形是一個矩形每輛吉普車都是一輛汽車每匹白馬都是匹馬 C ++ 透過類別嵌入 (embedding) 與類別繼承 (inheritance) 兩種方式來處理這三種類別間的關係

理單元 A 類別是一種 B 類別每個正方形是一個矩形每輛吉普車都是一輛汽車每匹白馬都是匹馬

3 Class Embedding 類別嵌入將某 A 類別物件嵌入某 B 類別內甲類別物件被當成乙類別內的資料成員 class Date { int year, month, day ; }; class Student { private: string name ; bool gender ; Date birthday ; int id ; };

4 Constructors for Class Embedding 當 A 類別內有 B 類別物件的資料成員時, 則建構每個 A 類別物件時, 須先行建構 B 類別物件資料成員 class Car { private: Engine engine ; Wheel wheel ; Tire tire ;... };... Car BMW ; // 以上 BMW 相當於執行了以下的備用建構函式 Car::Car() : engine(), wheel(), tire(){}

5 Destructors for Class Embedding 嵌入物件消失時, 會依次去除其內資料成員所佔有的記憶空間後, 才會真正消失 C++ 是透過執行各成員類別的解構函式來去除資料成員各自佔用的空間

6 class A { private: B a ; }; class B { private: C b ; }; class C { };... 建構與解構 C A obja ; B A

7 When to Use Class Embedding 擁有包含 // 多邊形包含許多頂點 class Polygon { private: Point pts[20] ; }; // 大學包含許多學院 class University { private: College col[20] ; }; // 顏色由紅, 綠, 藍三種顏色組成 class Color { private: int red, green, blue ; }; 使用利用 class Stack { private: vector<int> data ; // 儲存整數 public: void push( int item ) { data.push_back(item) ; } void pop(){ data.pop_back() ; } int top() const { return data[ data.size()-1 ] ; } }; push 堆疊 stack 頂部底部 pop top bottom

$push_back(item) ; } void pop(){ data.pop_back() ; } int top() const { return data[ data.$

8 Introduction to Inheritance 繼承 : 物件導向程式語言的一個好特性, 對應到類別關係中的類別 A 是類別 B 車基礎類別跑車轎車貨車休旅車衍生類別 Toyota Wish Mazda 5 Ford Escape 實體物件基礎類別也可稱為父類別 (parent class) 衍生類別也可稱為子類別 (child class) 基本概念先有抽象基礎類別 (Base Class): 較為一般化 ( 含有共通的屬性和功能 ) 再有具體衍生類別 (Derived Class): 較為特殊化 ( 含有各自特別的屬性和功能 ) 衍生類別可繼承基礎類別的屬性 ( 資料成員 ) 和功能 ( 函數成員 ), 也可重新定義功能或是自訂全新屬性和功能

9 Syntax for Class Inheritance 公共繼承 class Derived : public Base_Class {... } ; 保護繼承 class Derived : protected Base_Class {... } ; 私有繼承 class Derived : private Base_Class {... } ;

$Base_Class {.$

10 Types of Inheritance 衍生類別的繼承方式私有區基礎類別的保護區公共區私有繼承不繼承私有區私有區保護繼承不繼承保護區保護區公共繼承不繼承保護區公共區 Base Derived 公共繼承 public 公共 public 公共

11 Types of Inheritance (cont.) Base Derived 私有繼承 public 公共 public 公共 Base Derived public 公共 public 公共保護繼承

12 Hierarchical Inheritance A B C public 公共 public 公共 public 公共 class B : public A {...}; class C : public B {...};

13 Hierarchical Inheritance (cont.) A B C public 公共 public 公共 public 公共 class B : protected A {...} ; class C : public B {...} ; 類別 C 的成員函式仍可自由地使用在 A 類別保護區與公共區內的成員

14 Hierarchical Inheritance (cont.) A B C public 公共 public 公共 public 公共 class B : private A {...} ; class C : public B {...} ; 對 C 類別而言, 類別 A 並不存在, 所有類別 A 的可繼承成員僅止於類別 B

15 Single Inheritance vs. Multiple Inheritance class B1 {...} ; class D1 : public B1 {...} ; class D2 : private B1 {...} ; 單一繼承 D1 B1 D2 class B1 {...} ; class B2 {...} ; class D3 : public B1, private B2 {... } ; B1 D3 B2 多重繼承

16 Single Inheritance vs. Multiple Inheritance: Example 車子船舶獸力車機器動力車馬車轎車水陸兩用車遊艇

17 Multiple Inheritance 使用多重繼承時, 若無法明確分辨所繼承來的成員函式的來源, 就須將被繼承類別名稱一併寫上 class B { public: int abs( int i ){ return i > 0? i : -i ; } }; class C { public: double abs( double d ){ return d > 0? d : -d ; } }; class A : public B, public C {...} ; A foo; cout << foo.b::abs(2) << endl cout << foo.c::abs(2) << endl

i : -i ; } }; class C { public: double abs( double d ){ return d > 0?

18 Virtual Base Classes C E C C B A D 如果 C=E B A D A 重複繼承 C, 造成資料重複儲存修正方法 : 使用虛擬基礎類別

19 Virtual Base Classes C class C {...} ; B D class B : virtual public C {...} ; class D : virtual public C {...} ; A class A : public B, public D {...} ; 此菱形架構的基礎類別 C 被稱為虛擬基礎類別宣告為虛擬之基礎類別不管被繼承幾次, 只會儲存一份資料成員, 反之, 非虛擬之基礎類別則會儲存多份資料成員 ( 浪費!)

..} ; 此菱形架構的基礎類別 C 被稱為虛擬基礎類別宣告為虛擬之基礎類別不管被繼

20 例題 : 類別繼承

21 例題 : 類別繼承 ( 續 ) 新增函數重新定義函數不擬重新定義函數的函數毋需再列出!

22 Files of Derive Classes 衍生類別的定義檔 (*.h) 須包括 : 新訂資料成員與函數成員之宣告擬重新定義的成員函數之宣告衍生類別的實作檔 (*.cpp) 須包括 : 新成員函數的內部實作重新定義函數的內部實作

23 Redefining vs. Overloading 不同的二件事重新定義函數相同的參數列不同的函數內部設計覆載 ( 多載 ) 函數不同的參數列不同的函數內部設計

24 Accessing Redefined Base Function 即使基礎類別函數被衍生類別重新定義, 在衍生別中依然可以使用基礎類別之原來函數 Employee JaneE; HourlyEmployee SallyH; JaneE.printCheck(); // calls Employee s printcheck function SallyH.printCheck(); // calls HourlyEmployee printcheck function SallyH.Employee::printCheck(); // Calls Employee s printcheck function!

25 Functions Not Inherited 所有基礎類別的函數都會被衍生類別繼承, 除了建構子 Constructors (we ve seen) 結構子 Destructors 拷貝建構子 (Copy constructor) 若是沒有定義,compiler 自動產生一個基本的預設版本 ( 可能不是我們真正需要的正確版本 ) 最好自己重新設計, 特別是有關動態記憶體配置的部分指定運算子若是沒有定義,compiler 自動產生一個基本的預設版本 ( 可能不是我們真正需要的正確版本 ) 最好自己重新設計, 特別是有關動態記憶體配置的部分

Derived Class Constructor HourlyEmployee::HourlyEmployee(string thename, string thenumber, double thewagerate, double thehours) : Employee(theName,

26 Derived Class Constructor HourlyEmployee::HourlyEmployee(string thename, string thenumber, double thewagerate, double thehours) : Employee(theName, thenumber), wagerate(thewagerate), hours(thehours) { //Deliberately empty } 記得呼叫基礎類別 ( 如 Employee) 的建構子, 若沒有明確寫出, 則基礎類別的預設建構子會自動被執行

27 Copying and Assignment between Base Classes and Derived Classes 衍生類別物件複製 / 指定到基礎類別物件 class Base {...} ; class Derived : public Base {...} ; Derived foo ; 僅切割衍生類別所繼承來的基礎類別資料成員來複製 / 指定 Base bar1(foo) ; Base bar2; bar2 = foo; 基礎類別物件複製 / 指定成衍生類別物件基礎類別的資料不足, 無法複製 / 指定成衍生類別物件

28 Destructors in Derived Classes 當衍生類別的解構子被呼叫時, 基礎類別的解構子也會自動被呼叫因此, 衍生類別的解構子的設計中只要負責衍生類別額外新定義的資料成員的收尾工作即可

29 Destructor Calling Order 假設 class B 繼承自 class A class C 繼承自 class B 解構順序 :A B C 建構子的順序剛好相反

Microsoft Word - chap10.doc

Microsoft Word - chap10.doc 78 10. Inheritance in C++ 我們已介紹了物件導向程式的第一個主要特性, 即程式可模組化成為類別 ( 物件 ), 類別具有資料封裝的特性接下來我們要介紹物件導向程式的另一個主要特性, 那就是類別具有繼承的功能繼承就是重複