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第7讲 继承与多态Inheritance Polimorphism 0 引言 继承与多态是面向对象程序设计中最重要的两个概念。 从已有类派生出新的类，称为继承(inheritance). 通过继承，可以定义新类作为现有类的扩展。 继承是面向对象程序设计中最重要的特征，也是支持代码重用（software reusability）的重要机制。 继承（inheritance）：一个新类从已有类那里获得其已有特性，称为继承。 派生（derivation）：在已有类的基础上新增自己的特性而产生新类的过程称为派生。 为什么需要继承和派生？ 如果能在已有的资源基础上设计新类，则能加快编程速度； 为什么要继承？ 新的问题与已解决过的问题有相似性。 为什么要派生改造？ 新的问题与已解决过的问题又有差异 多态(polymorphism,源于希腊语，含义为“许多形式”)即在运行时确定调用哪个函数的能力。 基类和派生类 若一个类C2从另一个类C1扩展而来,则称C2为派生类（derived class），C1为基类（base class）。 基类也称为父类（parent class), 派生类也称为扩展类（extended class）或子类（child class）。 一个派生类继承了其基类的所有数据成员和成员函数（除构造函数和析构函数外），还可以增加新的数据成员和函数，从而使派生类更具特殊化。 用指向基类的箭头表示两个类之间的继承关系。 §1 派生类的定义_单继承 必须在类定义的头部指明它的基类： class 派生类名:继承方式 基类名 { 派生类新增成员声明； }; 派生类的定义_多继承 class 派生类名:继承方式 基类名1，继承方式 基类名2… { 派生类新增成员声明； }; Circle类派生圆柱类 §2派生类成员的构成及访问权限 派生类中的成员包括 从基类继承的成员(除构造函数和析构函数外，全部接收) 新增加的成员(定义派生类自己的构造函数和析构函数) 调整从基类接收的成员： 通过继承方式改变基类成员在派生类中的访问属性。 同名覆盖(override): 派生类中重新定义与基类成员同名的新成员(函数原型说明相同)，则可屏蔽基类的同名成员。 继承和派生的目的在于复用基类的某些属性，并对基类进行裁剪，以定制出适合于某种需要的新类。 关键字protected 使用protected修饰的成员称为保护成员。 类中的保护成员只能被该类及其派生类和友元访问，其他不能访问。 private，protected，public称为可见性关键字(visibility keyword)或可访问性关键字(accessibility keyword)。 当派生类的继承方式为公有继承时，基类各成员在派生类中的访问权限： 公有成员：仍为公有，派生类的公有成员 保护成员：仍为保护，派生类的保护成员 私有成员：派生类不能访问，为基类私有 派生类的成员只能访问基类中的public/protected成员，不能访问private成员。 派生类的对象（在派生类外）只能访问基类中的public成员。 公有继承基本保持了基类的访问属性，因此使用较多。 Circle类派生圆柱类 私有继承 当类的派生方式为私有继承时： 基类的所有public和protected的成员在派生类中的访问权限变为private 基类的私有成员仍为基类私有。即基类的公有成员和保护成员被派生类继承过来以后，成为了派生类的私有成员。 派生类的成员只能访问基类中的public/protected成员，而不能访问private成员 派生类的对象不能访问基类中的任何成员 保护继承 当类的派生方式为保护继承时： 基类的所有公有public和保护protected的成员在派生类中的访问权限变为protected 基类的私有成员仍为基类私有。 基类中的公有和保护成员被派生类继承过来，作为派生类中的保护成员，基类的私有成员在派生类中不能直接使用。 派生类的成员也只能访问基类中的public/protected成员，而不能访问private成员。 派生类的对象不能访问基类中的任何成员。 § 3 派生类的构造函数与析构函数** 创建对象时要调用构造函数，对象消亡时要调用析构函数。 派生类不继承基类的构造函数和析构函数。 在创建派生类对象时，系统要调用派生类的构造函数，在执行派生类构造函数(体)前，系统要先调用其基类的构造函数以实现对从基类继承的数据成员的初始化，再执行派生类构造函数体以实现新增成员的初始化。派生类对象消亡时，要调用派生类和基类的析构函数。 派生类构造函数的定义 在派生类构造函数的定义中，在函数体前调用基类构造函数以实现对继承自基类数据成员的初始化。 调用基类的带指定实参的构造函数