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、protected 或 private 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 Shape , Rectangle 是它的派生类,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;}
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 | public | protected | private |
|---|---|---|---|
| 同一个类 | yes | yes | yes |
| 派生类 | yes | yes | no |
| 外部的类 | yes | no | no |
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 或 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 或 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 和 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 和 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 和 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、protected 或 private 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:
#include <iostream>using namespace std;// 基类 Shapeclass Shape{public:void setWidth(int w){width = w;}void setHeight(int h){height = h;}protected:int width;int height;};// 基类 PaintCostclass 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: 35Total paint cost: $2450
