继承与派生类
继承与派生
4.1 继承和派生的概念
在软件开发过程中，在定义特殊类时，不需把它的一 般类已经定义过的属性和服务重复地书写一遍，只需要声 明它是某个类的特殊类，并定义它自己的特殊属性和服务。 这将明显地减轻开发工作的强度。 4.1.2 继承的作用 面向对象程序设计的继承性使得大型应用程序的维护 和设计变得更加简单。一方面，大型应用程序设计完成并 交付使用后，经常面临用户的需求发生变化，程序功能需 要扩充等问题。这时程序的修改需要非常谨慎，因为某个 局部的修改可能会影响其他部分，而一个正在使用中的系 统要进行全面的测试，既费时间又有很多实际的困难。另 一方面，一个新的应用系统程序设计在许多方面会和以前 设计过的某个或某些系统的模块非常类似，怎样加快大型 应用程序的开发速度，重用这些已经开发成功的程序模块， 一直是软件设计中迫切需要解决的问题。
4.2 派生类
C++语言派生类多重继承的定义格式如下： class <派生类名>：[继承方式1] [<基类名1>]，[继承 方式2] [<基类名2>]，…， [继承方式n] [<基类名n>] { <派生类成员变量和成员函数定义> }; 通常，在多重继承时，继承方式设计成一致的形式。 如继承方式均设计成public，或均设计成private。
第5章 继承与派生-Qt C++跨平台图形界面程序设计基础(第2版)-殷立峰-清华大学出版社
protected:
};
string name;
int age;
char sex;
};
class Person{
class Employee: public Person {
public:
public:
void print( ) {
cout<<“name:”<<name<<endl; cout<<“age:”<<age<<endl;
cout<<"salary="<<salary<<endl; } ~Employee() { delete []name; } private: char *name; short age; float salary; };
//定义派生类Manager class Manager: public Employee { public:
void set_level(int l=0) {
level = l; } void Print_level() {
cout<<"level:"<<level<<endl; }
int main() {
Employee e("lihua",30,3000); e.Print(); Manager m; m.set_level(1); m.Print();
{
<<endl;
cout<<“name:”<<name<<endl; cout<<“age:”<<age<<endl; cout<<“sex:”<<sex<<endl; }
继承和派生的作用
继承和派生的作用继承和派生是面向对象编程中常用的两个概念，它们在软件开发中起着重要的作用。
继承是指一个类从另一个类继承属性和方法的过程，派生是指在继承的基础上创建新的类的过程。
本文将分别介绍继承和派生的作用。
一、继承的作用1. 代码复用：通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，避免了重复编写相同代码的麻烦。
这样可以提高代码的复用性，减少了代码量，提高了开发效率。
2. 继承关系的表达：通过继承，可以清晰地表达类与类之间的关系。
子类继承了父类的属性和方法，说明它们之间有某种联系，有共同的特征或行为。
3. 扩展功能：通过继承，子类可以在父类的基础上新增或修改属性和方法，实现功能的扩展。
这样可以满足不同的需求，增加了代码的灵活性。
4. 统一接口：通过继承，可以定义一个抽象的父类，然后定义多个子类来实现具体的功能。
这样可以实现统一的接口，使代码更加规范和易于管理。
5. 多态性的实现：继承是实现多态性的基础。
子类可以替代父类的位置，通过父类的引用来调用子类的方法。
这样可以实现动态绑定，提高了代码的灵活性和可扩展性。
二、派生的作用1. 创建新的类：派生是在继承的基础上创建新的类的过程。
通过派生，可以基于已有的类创建新的类，并在新的类中添加、修改或重新实现属性和方法。
2. 特化和泛化：通过派生，可以根据具体的需求创建特定的类。
例如，可以从一个通用的动物类派生出狗类和猫类，使它们具有更具体的属性和方法。
同时，也可以从一个具体的类派生出一个更通用的类，使它具有更广泛的适用性。
3. 继承关系的传递：通过派生，可以传递继承关系。
即子类可以继续被其他类所派生，形成更深层次的继承关系。
这样可以实现更复杂的类之间的继承和关联。
4. 重载和重写：通过派生，可以重载和重写父类的方法。
重载是指在子类中定义一个与父类同名但参数列表不同的方法，以实现不同的功能。
重写是指在子类中重新定义一个与父类同名同参数列表的方法，以实现不同的行为。
第5章 继承和派生类
2010/9/18
第5章 继承和派生类
程序运行结果： x=4 y=5 l=6 w=8 程序分析： 通过公有继承方式，从BaseClas类得到DerivedClass类。 派生类DerivedClass只有一个基类，所以是单继承。基类 BaseClass定义了两个数据成员，3个成员函数。派生类 DerivedClass定义了两个数据成员，3个成员函数。通过 继承，派生类DerivedClass拥有4个数据成员：x、y、l和 w，6个成员函数：setx ( )、sety ( )、setl ()、setw ( )、 displayxy ( )、displaylw( )。
2010/9/18
面象对象程序设计
第5章 继承和派生类
class Father:private Grandfather //中间类：Grandfather的 公有派生类， //Son的基类 { public: void test() { b1=10; //可以访问，因b1改为private b2=20; //可以访问，因b2改为private b3=30; //不可访问， 因b3改为不可访问 } };
2010/9/18
面象对象程序设计
第5章 继承和派生类
5.1.2 继承的种类
在C++语言中，一个派生类既可以从一个基类派生，也可 以从多个基类派生。从一个基类派生的继承被称为单继承。 单继承形成的类层次是一个倒挂的树，如图5.2所示。从 多个基类派生类的继承被称为多继承。多继承形成的类层 次是一个有向无环图(DAG)，如图5.3所示。在图5.2中， 输入设备是基类，从它派生出了3个派生类：键盘类、鼠 标类和扫描仪类。在图5.3中，从教师类和干部类派生出 校长类，即校长类有两个基类。
第5章 派生类与继承
void print();
};
print();
};
//定义一个基类 class person{ protected: char name[10]; int age; char sex; public: //…… }; //定义一个派生类 class employee:public person { protected: char department[20]; float salary; public: //…… };
当类的继承方式为私有继承时,基类的public成员和 protected成员被继承后作为派生类的private成员,派生类 的其他成员可以直接访问它们,但是在类外部通过派生类的 对象无法访问。
基类的private成员在私有派生类中是不可直接访问的, 所以无论是派生类成员还是通过派生类的对象,都无法直接 访问从基类继承来的private成员,但是可以通过基类提供 的public成员函数间接访问。 例5.1一个私有继承的例子
由于派生类继承了基类的成员，派生类的构造 函数需要调用基类的构造函数对其中定义于基 类的数据成员进行初始化。 给基类构造函数传递实际参数是通过向派生类 构造函数传递实际参数以及初始化列表来间接 实现传递的。
5.2.1 派生类构造函数和析构函数的执行顺 序 通常情况下,当创建派生类对象时, 首先执行基类的构造函数,随后再执行 派生类的构造函数; 当撤消派生类对象时,则先执行派生 类的析构函数,随后再执行基类的析构 函数。
例5.3 公有继承的访问规则
表5-3 公有继承的访问规则
基类成员 内部访问 对象访问 Private成员 不可访问 不可访问 public成员 可访问 可访问 protected成员 可访问 不可访问
继承与派生类答案
继承与派生类知识要点1．掌握继承和派生的定义，派生类的定义方法。
（1）掌握继承的两种类型：单继承和多继承。
（2）掌握private，public，protected三种继承方式的特点。
继承方式决定了基类中的成员在派生类中的属性。
三种继承方式的共同点：基类的private成员在派生类中不可见。
区别：对于私有继承，基类的public、protected成员在派生类中作为private成员；对于公有继承，基类的public、protected成员在派生类中访问属性不变；对于保护继承，基类的public、protected成员在派生类中作为protected成员。
（3）掌握派生类中的构造函数和析构函数的使用。
基类的构造函数和析构函数不能继承，所以必要时在派生类中定义自己的构造函数和析构函数。
派生列的构造函数完成基类中新增数据成员和基类数据成员的初始化，基类数据成员的初始化通过基类构造函数来实现。
（4）掌握派生类的同名覆盖规则。
（5）掌握赋值兼容规则。
基类对象可以使用公有派生类对象来代替，包括：派生类对象可以赋值给基类对象；派生类对象可以初始化基类对象的引用；基类类型指针可以指向派生类对象。
2．掌握多重继承的概念、定义方法、多重继承派生类构造函数的执行顺序。
派生类构造函数的执行顺序是先执行所有基类的构造函数（顺序按照定义派生类时指定的各基类顺序），在执行对象成员所在类的构造函数（顺序按照他们在类中的声明顺序），最后执行派生类构造函数体中的内容。
3．掌握虚基类的概念和定义方法。
在多重继承中，如果多条继承路径上有一个公共的基类，则在这些路径的汇合点上的派生类会产生来自不同路径的公共基类的多个拷贝，如果用virtual把公共基类定义成虚基类，则只会保留公共基类的一个拷贝。
典型例题分析与解答例题1：下列对派生类的描述中，（）是错误的。
A．一个派生类可以作为另一个派生类的基类B．派生类至少有一个基类C．派生类的成员除了它自己的成员外，还包含了它的基类成员D．派生类中继承的基类成员的访问权限到派生类保持不变答案：D分析：一个派生类可以作为另一个派生类的基类。
继承与派生类答案
继承与派生类知识要点1．掌握继承和派生的定义，派生类的定义方法。
（1）掌握继承的两种类型：单继承和多继承。
（2）掌握private，public，protected三种继承方式的特点。
继承方式决定了基类中的成员在派生类中的属性。
三种继承方式的共同点：基类的private成员在派生类中不可见。
区别：对于私有继承，基类的public、protected成员在派生类中作为private成员；对于公有继承，基类的public、protected成员在派生类中访问属性不变；对于保护继承，基类的public、protected成员在派生类中作为protected成员。
（3）掌握派生类中的构造函数和析构函数的使用。
基类的构造函数和析构函数不能继承，所以必要时在派生类中定义自己的构造函数和析构函数。
派生列的构造函数完成基类中新增数据成员和基类数据成员的初始化，基类数据成员的初始化通过基类构造函数来实现。
（4）掌握派生类的同名覆盖规则。
（5）掌握赋值兼容规则。
基类对象可以使用公有派生类对象来代替，包括：派生类对象可以赋值给基类对象；派生类对象可以初始化基类对象的引用；基类类型指针可以指向派生类对象。
2．掌握多重继承的概念、定义方法、多重继承派生类构造函数的执行顺序。
派生类构造函数的执行顺序是先执行所有基类的构造函数（顺序按照定义派生类时指定的各基类顺序），在执行对象成员所在类的构造函数（顺序按照他们在类中的声明顺序），最后执行派生类构造函数体中的内容。
3．掌握虚基类的概念和定义方法。
在多重继承中，如果多条继承路径上有一个公共的基类，则在这些路径的汇合点上的派生类会产生来自不同路径的公共基类的多个拷贝，如果用virtual把公共基类定义成虚基类，则只会保留公共基类的一个拷贝。
典型例题分析与解答例题1：下列对派生类的描述中，（）是错误的。
A．一个派生类可以作为另一个派生类的基类B．派生类至少有一个基类C．派生类的成员除了它自己的成员外，还包含了它的基类成员D．派生类中继承的基类成员的访问权限到派生类保持不变答案：D分析：一个派生类可以作为另一个派生类的基类。
C++程序设计04737 第5章 类的继承与派生
5.1 类的继承与类的派生
5.1.2 派生类的定义与大小
2.类的大小
1. //[程序5-2]基类与子类占用空间及字节对齐
2. #include <iostream>
3. using namespace std;
4. class BaseClass //基类
5. {
6.
int v1, v2;
7.
派生类中包含了基类的成员变量，且基类
成员变量在前，派生类成员变量在后。基 类占用了12个字节，在此之后要分配派生 类自身的成员变量，一个int型变量和一个 指针变量。在64位系统中，指针占8个字 节。所以派生类的大小=12+4+8=24字节。 32位系统中指针的大小是4字节。
5.1 类的继承与类的派生
5.1 类的继承与类的派生
5.1.3 继承关系的特殊性
//[程序5-3]派生类继承了友元函数
#include <iostream>
using namespace std;
class another;//前向引用声明
class Base//基类
{private: float x;
public: void print(const another &K);};
d.print(ano);//输出: Base: 100
return 0;
}
如果派生类Derived中重写了print（），若还想在函数中访问another的私有成员，则必须将类Derived的print()函数也
声明为another的友元。在类another中需要添加如下声明：
friend void Derived::print(const another &K)；//派生类的成员函数声明为本类的友元
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继承与派生类知识要点1．掌握继承和派生的定义，派生类的定义方法。
（1）掌握继承的两种类型：单继承和多继承。
（2）掌握private，public，protected三种继承方式的特点。
继承方式决定了基类中的成员在派生类中的属性。
三种继承方式的共同点：基类的private成员在派生类中不可见。
区别：对于私有继承，基类的public、protected成员在派生类中作为private成员；对于公有继承，基类的public、protected成员在派生类中访问属性不变；对于保护继承，基类的public、protected成员在派生类中作为protected成员。
（3）掌握派生类中的构造函数和析构函数的使用。
基类的构造函数和析构函数不能继承，所以必要时在派生类中定义自己的构造函数和析构函数。
派生列的构造函数完成基类中新增数据成员和基类数据成员的初始化，基类数据成员的初始化通过基类构造函数来实现。
（4）掌握派生类的同名覆盖规则。
（5）掌握赋值兼容规则。
基类对象可以使用公有派生类对象来代替，包括：派生类对象可以赋值给基类对象；派生类对象可以初始化基类对象的引用；基类类型指针可以指向派生类对象。
2．掌握多重继承的概念、定义方法、多重继承派生类构造函数的执行顺序。
派生类构造函数的执行顺序是先执行所有基类的构造函数（顺序按照定义派生类时指定的各基类顺序），在执行对象成员所在类的构造函数（顺序按照他们在类中的声明顺序），最后执行派生类构造函数体中的内容。
3．掌握虚基类的概念和定义方法。
在多重继承中，如果多条继承路径上有一个公共的基类，则在这些路径的汇合点上的派生类会产生来自不同路径的公共基类的多个拷贝，如果用virtual把公共基类定义成虚基类，则只会保留公共基类的一个拷贝。
2 典型题1：下列对派生类的描述中，（）是错误的。
A．一个派生类可以作为另一个派生类的基类B．派生类至少有一个基类C．派生类的成员除了它自己的成员外，还包含了它的基类成员D．派生类中继承的基类成员的访问权限到派生类保持不变2：派生类的对象对它的哪一类基类成员是可以访问的？（）A．公有继承的基类的公有成员 B. 公有继承的基类的保护成员 C. 公有继承的基类的私有成员 D. 保护继承的基类的公有成员3：关于多继承二义性的描述，（）是错误的。
A．派生类的多个基类中存在同名成员时，派生类对这个成员访问可能出现二义性B．一个派生类是从具有共同的间接基类的两个基类派生来的，派生类对该公共基类的访问可能出现二义性C．解决二义性最常用的方法是作用域运算符对成员进行限定D．派生类和它的基类中出现同名函数时，将可能出现二义性4：多继承派生类构造函数构造对象时，（）被最先调用。
A．派生类自己的构造函数B．虚基类的构造函数C．非虚基类的构造函数 D．派生类中子对象类的构造函数5： C++类体系中，能被派生类继承的是（）。
A．构造函数 B．虚函数 C．析构函数 D．友元函数6：设有基类定义：class Cbase{ private: int a;protected: int b;public: int c;};派生类采用何种继承方式可以使成员变量b成为自己的私有成员( )A. 私有继承B.保护继承C. 公有继承D.私有、保护、公有均可7：C++将类继承分为(１) 和(２) 两种。
8：派生类可以定义其_______________中不具备的数据和操作。
9：派生类构造函数的初始化列表中包含____________________________。
10：设有以下类的定义：class A class B: protected A class C: private B{ int A1; { int b1; { int c1;protected: int A2; protected: int b2; protected: int c2;public: int A3; public: int b3; public: int c3;}; }; };请按访问权限写出派生类C中具有的成员。
私有成员：(1)保护成员：(2)公有成员：(3) 。
11：指出并改正下面程序中的错误。
#include<iostream.h>class Point{ int x,y;public:Point(int a=0,int b=0) {x=a; y=b;}void move(int xoffset,int yoffset) {x+=xoffset; y+=yoffset;} int getx() {return x;}int gety() {return y;}};class Rectangle:protected Point{ int length,width;public:Rectangle(int x,int y,int l,int w):Point(x,y){ length=l;width=w;}int getlength(){return length;}int getwidth(){return width;}};void main(){ Rectangle r(0,0,8,4);r.move(23,56);cout<<r.getx()<<","<<r.gety()<<","<<r.getlength()<<","<<r.getwidth()<<endl;}12：指出并改正下面程序中的错误。
#include<iostream.h>class A{ public:int x;A(int a=0) {x=a;}void display() { cout<<"A.x="<<x<<endl; }};class B{ public:int x;B(int a=0) {x=a;}void display() {cout<<"B.x="<<x<<endl; } };class C:public A,public B{ int y;public:C(int a,int b,int c) :A(a),B(b){ y=c; }int gety() { return y; }};void main(){ C myc(1,2,3);myc.x=10;myc.display();}13：看程序写结果#include <iostream.h>class Base{ int i;public:Base(int n){cout <<"Constucting base class" << endl;i=n;} ~Base(){cout <<"Destructing base class" << endl;}void showi(){cout << i<< ",";}int Geti(){return i;}};class Derived:public Base{ int j;Base aa;public:Derived(int n,int m,int p):Base(m),aa(p){cout << "Constructing derived class" <<endl;j=n;}~Derived(){cout <<"Destructing derived class"<<endl;}void show(){Base::showi();cout << j<<"," << aa.Geti() << endl;}};void main(){ Derived obj(8,13,24);obj.show();}14：看程序写结果#include<iostream.h>class A{ public:A(char *s) { cout<<s<<endl; }~A() {}};class B:virtual public A{ public:B(char *s1, char *s2):A(s1){ cout<<s2<<endl; }};class C: virtual public A{public:C(char*s1,char *s2):A(s1){cout<<s2<<endl;}};class D:public B,public C{public:D(char *s1, char *s2,char *s3, char *s4):B(s1,s2),C(s1,s3),A(s1) {cout<<s4<<endl;}};void main(){D *p=new D("class A","class B","class C","class D");delete p;}15：建立一个基类Building ，用来存储一座楼房的层数、房间数以及它的总平方英尺数。
建立派生类Housing，继承Building，并存储下面的内容：卧室和浴室的数量，另外，建立派生类Office,继承Building，并存储灭火器和电话的数目。
然后，编制应用程序，建立住宅楼对象和办公楼对象，并输出它们的有关数据。
3 习题分析与解答1．选择题（1）C++中的类有两种用法：一种是类的实例化，即生成类对象，并参与系统的运行；另一种是通过（）派生了新的类。
A.复用B.继承C.封装D.引用（2）继承具有（），即当基类本身也是某一个类派生类时，底层的派生类也会自动继承间接基类的成员。
A）规律性 B.传递性 C.重复性 D.多样性（3）下列对基类和派生类关系的描述中，错误的是（）。
A.派生类是基类的具体化B.派生类是基类的子集C.派生类是基类定义的延续D.派生类是基类的组合（4）下列对派生类的描述中，错误的是（）。
A.一个派生类可以作为另一个派生类的基类B.派生类至少有一个基类C.派生类的缺省继承方式是privateD.派生类只含有基类的公有成员和保护成员（5）下列对继承的描述中，错误的是（）。