董家会,萌学园7最终圣战,雷俊聪
继承:
派生类:
程序猿种类有很多种,如 c/c++ 程序猿,java 程序猿,python 程序猿等等。那么我们要把程序猿设计成一个基类, 我们则需要抽出其特有的属性和方法。
所有程序猿的共同属性(成员变量):
所有的程序猿都有的共同方法(成员函数):
而不同的程序猿,又有各自不同的属性和方法:
继承的格式如下:
class 派生类名:public 基类名 { };
程序猿 coder
基类:
class coder { public: bool isworkovertime(){} // 是否要加班 bool isreward(){} // 是否有奖励 void set(const string & name) // 设置名字 { m_name = name; } ... private: string m_name; // 姓名 string m_post; // 职位 int m_sex; // 性别 };
python 程序猿 pythoncoder
派生类:
class pythoncoder : public coder { public: bool isaifield(){} // 是否是人工智能领域 bool isbigdatafield(){} // 是否是大数据领域 };
派生类对象的大小 = 基类对象成员变量的大小 + 派生类对象自己的成员变量的大小。在派生类对象中,包含着基类对象,而且基类对象的存储位置位于派生类对象新增的成员变量之前,相当于基类对象是头部。
class cbase { int a1; int a2; }; class cderived : public cbase { int a3; };
继承的关系是「是」的关系:
继承的关系是「有」的关系:
假设已经存在了 man 类表示男人,后面需要些一个 women 类来表示女人。man 类和 women 类确实是有共同之处,那么就让 women 类继承 man 类,是否合适?
我们先想想继承的逻辑要求,假设 women 类继承 man 类后的逻辑就是:一个女人也是一个男人。很明显,这显然不成立!
所以,好的做法是概括男人和女人的共同特点,抽象出一个 human 类表示人,然后 man 和 woman 都继承 human 类。
假设要写一个小区养狗管理系统:
假定狗只有一个主人,但是一个主人可以最多有 10 条狗,应该如何设计和使用「主人」类 和「狗」类呢?我们先看看下面几个例子:
class cdog; class cmaster // 主人类 { cdog dogs[10]; // 狗类的成员对象数组 }; class cdog // 狗类 { cmaster m; // 主人类的成员对象 };
例子一可以发现是:
相当于人中有狗,狗中有人:
这样是不好的,因为会产生循环不断的构造,主人类构造狗对象,狗类又构造主人对象....
class cdog; class cmaster // 主人类 { cdog * pdogs[10]; // 狗类的对象指针数组 }; class cdog // 狗类 { cmaster m; // 主人类的成员对象 };
这样又变成狗中有人,人去指向「狗中有人」的狗,关系就会显得很错乱,如下图:
class cdog; class cmaster // 主人类 { cdog dogs[10]; // 狗类的对象数组 }; class cdog // 狗类 { cmaster * pm; // 主人类的对象指针 };
这样就会变成,人中有狗,人里面的狗又会指向主人,虽然关系相对好了一点,但是同样还是会绕晕,效果如下图:
class cdog; class cmaster // 主人类 { cdog * pdogs[10]; // 狗类的对象指针数组 }; class cdog // 狗类 { cmaster * pm; // 主人类的对象指针 };
这个是正确的例子,因为相当于人和主人是独立的,然后通过指针的作用,使得狗是可以指向一个主人,主人也可以同时指向属于自己的 10 个狗,这样会更灵活。
如果不用指针对象,生成 a 对象的同时也会构造 b 对象。用指针就不会这样,效率和内存都是有好处的。
比如:
class car { engine engine; // 成员对象 wing * wing; // 成员指针对象 };
定义一辆汽车,所有的汽车都有 engine,但不一定都有 wing
这样对于没有 wing 的汽车,wing 只占一个指针,判断起来也很方便。
派生类(子类)可以定义一个和基类(父类)成员同名的成员,这叫「覆盖」。在派生类(子类)中访问这类成员时,默认的情况是访问派生类中定义的成员。要在派生类中访问由基类定义的同名成员时,要使用作用域符号::
。
下面看具体的例子:
// 基类 class father { public: int money; void func(); }; // 派生类 class son : public father // 继承 { public: int money; // 与基类同名成员变量 void func(); // 与基类同名成员函数 void myfunc(); }; void son::myfunc() { money = 100; // 引用的是派生类的money father::money = 100; // 引用的是基类的money func(); // 引用的是派生类的 father::func(); // 引用的是基类的 }
相当于 son 对象占用的存储空间:
我们都知道基类的 public 成员,都是可以被派生类成员访问的,那么基类的 protected、private 成员,分别可以被派生类成员访问吗?带着这个问题,我们可以先看下面的栗子:
class father { public: int npublic; // 公有成员 protected: int nprotected; // 保护成员 private: int nprivate; // 私有成员 }; class son : public father { void func() { npublic = 1; // ok nprotected = 1; // error nprivate =1; // ok,访问从基类继承的protected成员 son a; a.nprotected = 1; // error,a不是当前对象 } }; int main() { father f; son s; f.npublic; // ok s.npublic; // ok f.nprotected; // error s.nprotected; // error f.nprivate; // error s.nprivate; // error }
基类的 protected、private 成员对于派生类成员的权限说明:
基类的 protected 成员 | 基类的 private 成员
---|---
派生类的成员函数可以访问当前对象的基类的保护成员| 不能被派生类成员访问
通常在初始化派生类构造函数时,派生类构造函数是要实现初始化基类构造函数的。那么如何在派生类构造函数里初始化基类构造函数呢?
class bug { private : int nlegs; int ncolor; public: int ntype; bug (int legs, int color); void printbug (){ }; }; class flybug : public bug // flybug 是bug 的派生类 { int nwings; public: flybug( int legs,int color, int wings); }; bug::bug( int legs, int color) { nlegs = legs; ncolor = color; } // 错误的flybug 构造函数 flybug::flybug ( int legs,int color, int wings) { nlegs = legs; // 不能访问 ncolor = color; // 不能访问 ntype = 1; // ok nwings = wings; } // 正确的flybug 构造函数: flybug::flybug ( int legs, int color, int wings):bug( legs, color) { nwings = wings; } int main() { flybug fb ( 2,3,4); fb.printbug(); fb.ntype = 1; fb.nlegs = 2 ; // error. nlegs is private return 0; }
在上面代码例子中:
第24-30行的派生类构造函数初始化基类是错误的方式,因为基类的私有成员是无法被派生类访问的,也就无法初始化。
第33-36行代码是正确派生类构造函数初始化基类构造函数的方式,通过调用基类构造函数来初始化基类,在执行一个派生类的构造函数
之前,总是先执行基类的构造函数。
从上面的例子中我们也得知构造派生对象前,是先构造基类对象,那么在析构的时候依然依据“先构造,后初始化”的原则,所以派生类析构时,会先执行派生类析构函数,再执行基类析构函数。
如下栗子:
class base { public: int n; base(int i) : n(i) { cout << "base " << n << " constructed" << endl; } ~base() { cout << "base " << n << " destructed" << endl; } }; class derived : public base { public: derived(int i) : base(i) { cout << "derived constructed" << endl; } ~derived() { cout << "derived destructed" << endl; } }; int main() { derived obj(3); return 0; }
输出结果:
base 3 constructed derived constructed derived destructed base 3 destructed
// 基类 class base {}; // 派生类 class derived : public base {}; base b; // 基类对象 derived d; // 派生类对象
b = d;
base & br = d;
base * pb = & d;
==注意:如果派生方式是 private 或 protected,则上述三条不可行==
// 基类 class base {}; // 派生类 class derived : protected base {}; base b; // 基类对象 derived d; // 派生类对象
所以派生方式是 private 或 protected,则是无法像 public 派生承方式一样把派生类对象赋值、引用、指针给基类对象。
public 派生方式的情况下,派生类对象的指针可以直接赋值给基类指针
base *ptrbase = & objderived;
通过强制指针类型转换,可以把 ptrbase 转换成 derived 类的指针
base * ptrbase = &objderived; derived *ptrderived = ( derived * ) ptrbase;
程序员要保证 ptrbase 指向的是一个 derived 类的对象,否则很容易会出错。
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