8 继承与派生.ppt

第8单元 继承与派生 基本概念 访问权限控制 派生构造函数与析构函数 多继承基础 二义性问题 聚合类 引言 通过前面的学习，我们知道，类是面向对象程序设计的基础，能够定义数据和操作，通过不同的访问权限，将类的接口和内部实现分开，即支持信息的封装和隐藏。 事实上，面向对象程序设计还支持程序代码的复用。 支持程序代码复用的方法之一：继承与派生。 继承能够从一个类派生出另一个类，前者称为基类，后者称为派生类。 引言 引言 8.1 基本概念 UML(unified model language，统一建模语言)认为，类之间主要存在四种关系： 关联(Association)关系 表示两个类之间存在某种语义上的联系，即与该关联连接的类的对象之间具有一定的语义连接关系，该关系表达了类之间的一种相关性。 依赖（Dependency）关系 描述的是两个类之间的语义上的连接关系，它是一种“Use-A”关系。 假设有两个元素A与B，如果修改元素A的定义可能会引起对另一个元素B的定义的修改，则称元素B依赖于A。 8.1 基本概念 聚合（Aggregation）关系 聚合关系是一种“Has-A”关系，体现的是类之间的一种整体与部分的关系。例如汽车包括四个轮子和一个发动机等。 泛化(Generalization )关系 泛化关系是一种“Is-A”关系，描述类之间的“一般”与“特殊”的关系。具有共同特性的元素可以抽象为一般类，并通过增加其内涵，进一步抽象成特殊类。该关系可以将类组成一种有层次、有分类的结构。 例如：狗是一种哺乳动物，哺乳动物是一种动物等。 在VC中建立类之间的泛化关系采用的是继承机制。 8.1 基本概念 继承：根据一个类创建一个新类的过程。继承目的就是实现代码重用； 派生：从已有类产生新类的过程就是类的派生。 派生的目的是，当新的问题出现，原有程序无法解决（或不能完全解决）时，需要对原有程序进行改造； 基类：通常将用来派生新类的类称为基类，又称为父类； 派生类：派生出来的新类称为派生类，又称为子类。 8.1 基本概念 派生类是特殊的基类，基类是派生类的抽象描述。 派生类自动继承了基类的成员，但并不等同于基类，否则就没有派生的必要了。例如基类的私有成员不能被继承。 8.1 基本概念 8.1 基本概念 分析派生新类的过程可知，派生类的生成经历了三个步骤： 吸收基类成员 派生类吸收基类的大部分成员，不吸收构造函数和析构函数等 改造基类成员 由于基类成员在派生类中可能不起作用，但也被继承下来，在生成对象时占用内存空间，造成资源浪费。 (1).通过派生类定义时的继承方式来控制。 (2).定义同名成员屏蔽基类成员。 添加派生类新成员 根据需要，在派生类中添加新成员，保证派生类在功能上有所发展。 8.1 基本概念 派生类是基类的具体化 类的层次通常反映了客观世界中某种真实的模型。 派生类是基类定义的延续 先定义一个抽象基类，该基类中有些操作并未实现。 派生类是基类的组合 在多继承时，一个派生类有多于一个的基类，这时派生类将是所有基类行为的组合。 8.1 基本概念 子类型化 子类型的概念涉及到行为共享，它与继承有着密切关系。 有一个特定的类型S，当且仅当它至少提供了类型T的行为，又称类型S是类型T的子类型。子类型是类型之间的一般和特殊的关系。 类型适应 类型适应是指两种类型之间的关系。例如，B类型适应A类型是指B类型的对象能够用于A类型的对象所能使用的场合。 8.2 访问权限控制 类通过派生定义，形成类的等级，派生类中用“类名 :: 成员”访问基类成员。在建立一个类等级后，通常创建某个派生类的对象来使用这个类等级，包括隐含使用基类的数据和函数。 派生类对基类成员可以有不同的访问方式： 派生类可以覆盖基类成员 派生类不能访问基类的私有成员 基类的公有段和保护段成员访问权对派生类保持不变（公有继承） 基类的公有段和保护段成员成为派生类的私有成员（私有继承） 8.2 访问权限控制 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。 8.2 访问权限控制 8.2 访问权限控制 C++只允许继承基类的公有部分，为了保持类的类据隐藏特性，不允许派生类自动的继承其基类的私有部分。 只有在特别授权的情况下，才能访问基类的私有部分。 这种授权有以下两种方式： 通过友元来继承。可以把整个派生类或派生类中的某些方法声明为基类的友元，这样就可以访问基类中的私有部分。 利用类定义中的保护部分