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第4篇 面向对象的程序设计第十一章 继承与派生 主要内容 11.1 继承与派生的概念 11.2 派生类的声明方式 11.3 派生类的构成 11.4 派生类成员的访问属性 11.5 派生类的构造函数和析构函数 11.6 多重继承 11.7 基类与派生类的转换 11.8 继承与组合 11.9 继承在软件开发中的重要意义 面向对象程序设计有4个主要特点: 抽象、封装、继承和多态性。 要较好地进行面向对象程序设计，还必须了解面向对象程序设计另外两个重要特征——继承性和多态性。在本章中主要介绍有关继承的知识，在第12章中将介绍多态性。 面向对象技术强调软件的可重用性(software reusability) 。C++语言提供了类的继承机制，解决了软件重用问题。 11.1 继承与派生的概念 在C++中可重用性是通过继承(inheritance)这一机制来实现的。继承是C++的一个重要组成部分。 一个类中包含了若干数据成员和成员函数。在不同的类中，数据成员和成员函数是不相同的。但有时两个类的内容基本相同或有一部分相同。 如：利用原来声明的类Student作为基础，再加上新的内容即可，以减少重复的工作量。 C++提供的继承机制就是为了解决这个问题。 一个新类从已有的类那里获得其已有特性，这种现象称为类的继承。通过继承，一个新建子类从已有的父类那里获得父类的特性。 从另一角度说，从已有的类(父类)产生一个新的子类，称为类的派生。 类的继承是用已有的类来建立专用类的编程技术。派生类继承了基类的所有数据成员和成员函数，并可以对成员作必要的增加或调整。 一个基类可以派生出多个派生类，每一个派生类又可以作为基类再派生出新的派生类，因此基类和派生类是相对而言的。 一个派生类只从一个基类派生，这称为单继承(single inheritance)，这种继承关系所形成的层次是一个树形结构，可以用图11.3表示。 图11.3 请注意图中箭头的方向，在本书中约定，箭头表示继承的方向，从派生类指向基类。 一个派生类不仅可以从一个基类派生，也可以从多个基类派生。一个派生类有两个或多个基类的称为多重继承(multiple inheritance)，这种继承关系所形成的结构如图11.4所示。 图11.4 基类与派生类的对应关系 单继承 派生类只从一个基类派生。 多继承 派生类从多个基类派生。 多重派生 由一个基类派生出多个不同的派生类。 多层派生 派生类又作为基类，继续派生新的类。 11.2 派生类的声明方式 继承方式 三种继承方式 公有继承 私有继承 保护继承 不同继承方式的影响主要体现在： 1、派生类成员对基类成员的访问控制。 2、派生类对象对基类成员的访问控制。 继承方式是可选的，如果不写此项，则默认为private(私有的)。 11.3 派生类的构成 实际上，并不是把基类的成员和派生类自己增加的成员简单地加在一起就成为派生类。构造一个派生类包括以下3部分工作: (1) 从基类接收成员。派生类把基类全部的成员(不包括构造函数和析构函数)接收过来，也就是说是没有选择的，不能选择接收其中一部分成员，而舍弃另一部分成员。 要求我们根据派生类的需要慎重选择基类，使冗余量最小。 *(2) 调整从基类接收的成员。接收基类成员是程序人员不能选择的，但是程序人员可以对这些成员作某些调整。 *(3) 在声明派生类时增加的成员。这部分内容是很重要的，它体现了派生类对基类功能的扩展。要根据需要仔细考虑应当增加哪些成员，精心设计。 此外，在声明派生类时，一般还应当自己定义派生类的构造函数和析构函数，因为构造函数和析构函数是不能从基类继承的。 11.4 派生类成员的访问属性 11.4.1 公有继承(public) 基类的public和protected成员的访问属性在派生类中保持不变，但基类的private成员不可访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能访问基类的private成员。 通过派生类的对象只能访问基类的public成员。 例： 公有继承举例 class Point //基类Point类的声明 {public: //公有函数成员 void InitP(float xx=0, float yy=0) {X=xx;Y=yy;} void Move(float xOff, float yOff) {X+=xOff;Y+=yOff;} float GetX() {return X;} float GetY() {return Y;} private: //私有数