<c++> 类的继承 | 基类与派生类 | 构造函数与析构函数

简介: <c++> 类的继承 | 基类与派生类 | 构造函数与析构函数

前言


c++面向对象三大特性:封装,继承,多态。通过本文我们将了解什么是类的继承以及继承的使用。

Q:什么是继承?

A: 继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为。子类的对象拥有其父类全部属性与服务,称作子类对父类的继承。例如,轮船、客轮;人、大人。一个类可以是多个父类的子类,它从多个父类中继承了属性与服务,这称为多继承。例如,客轮与轮船和客运工具。


一、类的继承


在学习继承之前,我们先来了解一下基类和派生类。


1、基类与派生类


我们先来看下面这串代码:

#include<iostream>
using namespace std;
class Student {
  public:
    int age;
    char *name;
    Student() {
      age = 18;
      name = "Ceylan";
    }
};
class Undergraduate:public Student {
  public:
    int grate;
    Undergraduate():Student() {
      grate = 1;
    }
};
int main() {
  Undergraduate s;
  cout << s.age << endl;
  return 0;
}

在这个例子中,学生类Student就可以作为一个基类,研究生类Undergraduate就是一个派生类。

在main函数中,我们首先用构造函数进行初始化,研究生类Undergraduate通过公共方法继承了Student类,也就是继承 了Student类的成员属性和方法,就可以输出Student的成员变量age的值。


2、什么是派生类


Q:什么是派生类?

A: 派生类就是继承了一个或者多个类的子类。


3、派生类如何定义


Q:派生类如何定义?

A: 参考上文代码,程序中先定义基类Student,再定义派生类Student继承基类Student。需要注意,在c++中,继承可以是多继承,也就是说派生类可以同时继承多个类,语法如下所示:

  class Derived:public Base1,public Base2 {
    //...
  }  


4、派生类的特点


  • 派生类拥有基类的所有数据成员和成员函数(不包括构造函数和析构函数)
  • 派生类可以拥有基类没有的数据成员和成员函数
  • 派生类对象可以通过基类的公有函数访问基类的私有成员
  • 派生类可以看成是一种特殊的基类,也就是说可以把派生对象当成基类对象使用。


二、派生类的访问权限与作用


在类名冒号之后, 跟着的关键字不同,派生类的访问权限会有不同。根据关键字,可以分为三种情况,公有派生、保护派生、私有派生。


1、公有派生


class 类名∶public 基类  
  {
      // …
  };

公有派生使用public关键字来继承,公有派生的所有基类成员在派生类中保持原有的访问级别。

#include<iostream>
using namespace std;
class A  
{
  public:
      void setx(int n) {
         x = n;
        }
      void showx () {
         cout << x << endl;
      }
  public:
    int x;
} ;
class B: private A {
  public:
    void setxy(int n, int m) {
      setx(n);
      y = m;
    }
    void showxy() {
      cout << x << " " << y << endl;
    }
  public:
    int y;
};
int main() {
  B s;
  s.setxy(10,20);
  s.showxy();
}

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2、保护派生


class 类名∶protected 基类 
  {
      // …
  };

保护派生使用protected关键字来继承,保护派生中public成员protected成员、protected成员不变、private 成员不变。


3、私有派生


class 类名∶private 基类 
  {
      // …
  };

私有派生使用private 关键字来继承,私有派生中所有基类成员在派生类中都变为private成员。


三、派生类的构造函数与析构函数


派生类构造函数和析构函数的执行顺序


派生类继承基类后,当创建派生类对象时,也会调用基类的构造函数。那么,是先进行基类的构造和析构还是先进行派生类的构造和析构呢?我们来看看下面的代码案例:

#include<iostream>
using namespace std;
class Base {
  //声明基类 
  public:
    Base() {
      cout << "Base 类的构造函数" << endl;
    }
    ~ Base() {
      cout << "Base 类的析构函数" << endl;
    }
};
class Son : public Base {
  public:
    Son() {
      cout << "Son 类的构造函数" << endl;
    }
    ~ Son() {
      cout << "Son 类的析构函数" << endl; 
    }
}; 
int main() {
  Son s;
  return 0;
} 

执行效果:

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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。当结束派生类对象时, 则先执行派生类的析构函数, 随后再执行基类的析构函数。


四、多继承


Q:什么是多继承?

A:多继承是指从多个直接基类中产生派生类的能力,多继承的派生类继承了所有基类的成员。

多继承可能会引发基类中有同名成员的出现,使用时需要加上作用域进行区分,详细代码如下:

#include<iostream>
using namespace std;
class A1 {
  public:
    A1() {
      a = 100;
    }
  public:
    int a;
}; 
class A2 {
  public:
    A2() {
      a = 200;
    }
  public:
    int a;
};
class A3 : public A1,public A2 {
  public:
    A3() {
      a = 300;
    }
  public:
    int a;
};
int main() {
  A3 s;
  cout << s.A1::a << endl;
  cout << s.A2::a << endl;
  cout << s.A3::a << endl;
  return 0;
}

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