C++ 继承,多继承,多层继承

此生再无相见时 提交于 2020-02-20 06:37:06

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效率的效果。

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。

#include <iostream>
using namespace std;

//基类
class Number
{
public:
    Number() {}

    void set_A(double a)
    {
        A = a;
    }

    void set_B(double b)
    {
        B = b;
    }
protected:
    double A;
    double B;
};

// 派生类
class Add : public Number
{
public:
    Add() {}

    double addition()
    {
        return A + B;
    }
};

// 派生类
class Sub : public Number
{
public:
    Sub () {}

    double subtraction()
    {
        return A - B;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Add add;
    add.set_A(5.6);
    add.set_B(3.8);
    cout << "Add " << add.addition() << endl;

    Sub sub;
    sub.set_A(5.6);
    sub.set_B(3.8);
    cout << "Sub " << sub.subtraction() << endl << endl;

    return 0;
}

 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Add 9.4
Sub 1.8

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。

#include <iostream>
using namespace std;

//基类
class Number
{
public:
    Number() {}

    void set_A(double a)
    {
        A = a;
    }

    void set_B(double b)
    {
        B = b;
    }
protected:
    double A;
    double B;
};

class Tenfold
{
public:
    Tenfold() {}
    double tenfold(double n)
    {
        return n * 10;
    }
};

// 派生类,多继承
class Add : public Number, public Tenfold
{
public:
    Add() {}

    double addition()
    {
        result = A + B;
        return result;
    }
protected:
    double result;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Add add;
    add.set_A(5.6);
    add.set_B(3.8);
    double t = add.addition();
    cout << "Add " << t << endl;
    cout << "tenfold " << add.tenfold(t) << endl;

    return 0;
}

 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Add 9.4
tenfold 94

多层继承

当子类的成员名与父类的成员名相同时,其大小不变,两个相同的成员同时存在,属于多重继承

这时需要特别指明是哪个类的成员,如X类中有a,Y类也有a,Y继承X,那么变量赋值则需要

y.X::a = 1;     y.Y::a = 2;

多重继承增加程序的复杂性,且容易出错,故不建议使用。可改为多层继承使用。
 

#include <iostream>
using namespace std;

//基类
class Number
{
public:
    Number() {}

    void set_A(double a)
    {
        A = a;
    }

    void set_B(double b)
    {
        B = b;
    }
protected:
    double A;
    double B;
};

class Tenfold
{
public:
    Tenfold() {}
    double tenfold(double n)
    {
        return n * 10;
    }
};

// 派生类,多继承
class Add : public Number
{
public:
    Add() {}

    double addition()
    {
        result = A + B;
        return result;
    }
protected:
    double result;
};

// 派生类
class Sub : public Number
{
public:
    Sub () {}

    double subtraction()
    {
        return A - B;
    }
};

//派生类,多层继承,add和Sub都继承于Number
class AddSub : public Add, public Sub
{
public:
    AddSub(){}
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    Add add;
    add.set_A(5.6);
    add.set_B(3.8);
    cout << "Add " << add.addition() << endl;

    Sub sub;
    sub.set_A(5.6);
    sub.set_B(3.8);
    cout << "Sub " << sub.subtraction() << endl << endl;

    AddSub CA;
    CA.Add::set_A(5.6);//多层继承
    CA.Add::set_B(3.8);
    cout << "Add " << CA.addition() << endl;

    CA.Sub::set_A(5.6);
    CA.Sub::set_B(3.8);
    cout << "Sub " << CA.subtraction() << endl;

    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Add 9.4
Sub 1.8

Add 9.4
Sub 1.8

 

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