C++ 繼承
面向對象程序設計中最重要的一個概念是繼承。 繼承允許我們依據另一個類來定義一個類,這使得創建和維護一個應用程序變得更容易。 這樣做,也達到了重用代碼功能和提高執行時間的效果。
當創建一個類時,您不需要重新編寫新的數據成員和成員函數,只需指定新建的類繼承了一個已有的類的成員即可。 這個已有的類稱為基類 ,新建的類稱為派生類 。
繼承代表了is a關係。 例如,哺乳動物是動物,狗是哺乳動物,因此,狗是動物,等等。
基類& 派生類
一個類可以派生自多個類,這意味著,它可以從多個基類繼承數據和函數。 定義一個派生類,我們使用一個類派生列表來指定基類。 類派生列表以一個或多個基類命名,形式如下:
class derived-class: access-specifier base-class
其中,訪問修飾符access-specifier是public、protected或private其中的一個,base-class是之前定義過的某個類的名稱。 如果未使用訪問修飾符access-specifier,則默認為private。
假設有一個基類Shape ,Rectangle是它的派生類,如下所示:
#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; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
Total area: 35
訪問控制和繼承
派生類可以訪問基類中所有的非私有成員。 因此基類成員如果不想被派生類的成員函數訪問,則應在基類中聲明為private。
我們可以根據訪問權限總結出不同的訪問類型,如下所示:
访问 | public | protected | private |
---|---|---|---|
同一个类 | yes | yes | yes |
派生类 | yes | yes | no |
外部的类 | yes | no | no |
一個派生類繼承了所有的基類方法,但下列情況除外:
- 基類的構造函數、析構函數和拷貝構造函數。
- 基類的重載運算符。
- 基類的友元函數。
繼承類型
當一個類派生自基類,該基類可以被繼承為public、protected或private幾種類型。 繼承類型是通過上面講解的訪問修飾符access-specifier 來指定的。
我們幾乎不使用protected或private繼承,通常使用public繼承。 當使用不同類型的繼承時,遵循以下幾個規則:
- 公有繼承(public):當一個類派生自公有基類時,基類的公有成員也是派生類的公有成員,基類的保護成員也是派生類的保護成員,基類的私有成員不能直接被派生類訪問,但是可以通過調用基類的公有和保護成員來訪問。
- 保護繼承(protected):當一個類派生自保護基類時,基類的公有和保護成員將成為派生類的保護成員。
- 私有繼承(private):當一個類派生自私有基類時,基類的公有和保護成員將成為派生類的私有成員。
多繼承
多繼承即一個子類可以有多個父類,它繼承了多個父類的特性。
C++ 類可以從多個類繼承成員,語法如下:
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,訪問修飾符繼承方式是public、protected或private其中的一個,用來修飾每個基類,各個基類之間用逗號分隔,如上所示。 現在讓我們一起看看下面的實例:
#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; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
Total area: 35 Total paint cost: $2450