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

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