繼承和派生

• 1.基本概念
• 2.實(shí)現(xiàn)公有繼承
• 3.私有繼承的例子
• 4. 繼承和組合

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-------------簡單的事情重復(fù)做，重復(fù)的事情用心做，用心的事情堅(jiān)持做(老九君)---------------

1.基本概念

面向?qū)ο髈op–三大重要特性-- 封裝、繼承、多態(tài)

在C++中，代碼重用是通過“繼承(inheritance)”機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
在一個(gè)已經(jīng)存在的類的基礎(chǔ)上，再建立一個(gè)新類。
從已有的類中派生出新類，派生類就繼承了原有類（基類）的特征，包括成員和方法（以后函數(shù)就叫方法）

通過繼承可以完成的功能-可升級(jí)可維護(hù)

在已有類的基礎(chǔ)上增加新的功能，對(duì)于數(shù)組類，可以添加數(shù)學(xué)計(jì)算–排序

給類添加數(shù)據(jù)成員，對(duì)于字符串類，可以派生類，并添加制定成員表示顏色。

修改類的方法，對(duì)于普通英雄，可以派生出擁有更豐富的技能的近戰(zhàn)英雄類

注意：
繼承機(jī)制只需要提供新的特性，甚至不需要訪問源碼就可以派生出類
允許在不公開的情況下將自己的類分發(fā)給他人，同時(shí)允許他們在類中添加新的特性。

程序升級(jí)和擴(kuò)展–非常忌諱的是，修改原有的代碼。原來的代碼測試通過了，測試實(shí)際是一件非常困難的事。

開發(fā)一款RPG(Role-playing Gam)游戲
游戲職業(yè)：坦克，戰(zhàn)士，刺客，法師，射手，輔助

1.0 版本：戰(zhàn)士，法師
直接定義英雄類：戰(zhàn)士類，法師類–存在相同屬性和方法。
把相同的成員和方法封裝成基類。

注意：
1.派生類對(duì)象存儲(chǔ)了基類的數(shù)據(jù)成員
2.派生類對(duì)象可以調(diào)用基類的非私有函數(shù)
3.派生類需要自己的構(gòu)造方法
4.派生類根據(jù)需要增加額外的成員和方法

繼承的繼承：稱為直接基類和間接基類。

父類的的成員和方法的公有，私有，和受保護(hù)三種屬性的訪問權(quán)限：
1.公有權(quán)限下，自己和派生類，以及外部都能訪問
2.私有權(quán)限下，只有自己訪問，派生類和外部都無法訪問
3.受保護(hù)權(quán)限下，自己和派生類可以訪問，外部無法訪問
繼承分為公有繼承，私有繼承，受保護(hù)繼承。三種方式繼承之后子類權(quán)限的變化

基類成員公有繼承私有繼承保護(hù)繼承

公有	公有	私有	受保護(hù)
受保護(hù)	受保護(hù)	私有	受保護(hù)
私有	不被繼承	不被繼承	不被繼承

全部繼承，不封裝基類–公有繼承（除了基類的私有成員不繼承，其他都是權(quán)限不變的繼承）is a 關(guān)系。
全部繼承，完全封裝基類–私有繼承（庶出，除了基類的私有成員不繼承，其他成員繼承后權(quán)限改成私有) has a關(guān)系。使用包含來實(shí)現(xiàn)has a ,用繼承來實(shí)現(xiàn)有點(diǎn)抽象。
全部繼承，有選擇封裝基類–受保護(hù)（除了基類的私有成員不繼承，其他成員繼承后權(quán)限被改為受保護(hù)模式）

靈活運(yùn)用面向?qū)ο笏枷氲闹匾w現(xiàn)。
不管使用哪一種繼承，派生類都不能訪問基類里的私有成員，除非改成protected.

class Emperor { private:string[] bueaties; // 后宮佳麗double silvers; // 私房錢 protected:string palace; // 宮殿名稱 public：Emperor();~Emperor();string reignTile; // 年號(hào) } // 子類的繼承關(guān)系，非實(shí)際代碼 class FourthSon:public Emperor { // 父類私有成員不可見， protected:string palace; //宮殿名稱 public:FourthSon();~FourthSon();string reignTile; // 年號(hào) } class ThirteenSon:protected Emperor { protected: // 外人訪問不了，只有自己，友元，以及子類能夠訪問。string reignTile; // 年號(hào)string palace; // 宮殿名稱 public:ThirteenSon();~ThirteenSon(); } class SecondSon: private Emperor { private: //僅作說明，只有自己訪問string palace; //宮殿名稱string reignTile; // 年號(hào) piblic:SecondSon();~SecondSon(); }

2.實(shí)現(xiàn)公有繼承

掌握公有繼承，了解私有繼承和受保護(hù)繼承。
滿足is a 關(guān)系的可以用繼承。
clion 還不會(huì)寫配置文件，類圖生成

類對(duì)象在內(nèi)存中的存儲(chǔ)情況

在沒有繼承關(guān)系時(shí)的內(nèi)存模型
a）對(duì)象的成員變量存在堆內(nèi)存區(qū)/棧內(nèi)存區(qū)，代碼存儲(chǔ)在公有的成員函數(shù)代碼區(qū)。所有的對(duì)象共同享有一段函數(shù)代碼
b）如果使用sizeof 求類所占空間的大小，只是計(jì)算了成員變量的大小，并沒有把成員函數(shù)也包含在內(nèi)。

有繼承關(guān)系時(shí)的內(nèi)存模型
a)派生類的內(nèi)存模型看成是基類成員變量和新增成員變量的總和，所有的成員函數(shù)仍然共有另一個(gè)區(qū)域–代碼區(qū)。

創(chuàng)建的時(shí)候先初始化基類再初始化派生類
釋放時(shí)先釋放派生類再釋放基類

demo1: Warrior 公有繼承

//main.cpp #include <iostream> #include <string> #include "Hero.h" #include "Warrior.h"using namespace std; void HeroTest(); void WarriorTest(); int main() {// HeroTest();WarriorTest(); } void HeroTest() {Hero hero1;cout << hero1 << endl;hero1.Move();Hero * hero2 = new Hero("測試英雄2",999,5000,5000);cout << *hero2 << endl;hero2->Move();//(*hero2).Move(); // 等價(jià)調(diào)用 } void WarriorTest(){Warrior warrior1;// 情況1：派生類中沒有重新實(shí)現(xiàn)move方法，調(diào)用父類方法// 情況2：派生類中重新實(shí)現(xiàn)move方法，調(diào)用子類實(shí)現(xiàn)的該方法warrior1.Move();cout << warrior1 << endl;Hero * hero = new Warrior; // 基類指針指向了派生類--標(biāo)準(zhǔn)的多態(tài)hero->Move(); // 調(diào)用基類的實(shí)現(xiàn)delete hero;} //Hero.h // // Created by 陳瑩瑩 on 2021/3/15. //#ifndef CHAPTER13_1_HERO_H #define CHAPTER13_1_HERO_H#include <string> #include <vector> #include <list> #include <iostream> #include <assert.h> using namespace std; class Hero { private:string m_NickName;int m_Level;int m_MaxLife;int m_CurrLife;int x;int y;public:Hero();Hero(const string& nickName);Hero(const string& nickName, int level);Hero(const string& nickName, int level, int maxLife, int currLife);void Move();friend ostream& operator<<(ostream& out, const Hero& hero);// friend ostream& operator<<(ostream& out, const* hero);string GetNickName() const{return m_NickName;}int GetLevel() const{return m_Level;}int GetMaxLife() const{return m_MaxLife;}int GetCurrLife() const{return m_CurrLife;}void SetNickName(const string & nickName){this->m_NickName = nickName;}void SetLevel(int level);void SetMaxLife(int maxLife);void SetCurrLife(int currLife);void operation1(); }; #endif //CHAPTER13_1_HERO_H //Hero.cpp // // Created by 陳瑩瑩 on 2021/3/15. //#include "Hero.h" #include <string> #include <vector> #include <list> #include <iostream> #include <assert.h> #include "Hero.h" using namespace std;Hero::Hero() : m_NickName("默認(rèn)英雄"),m_Level(1),m_MaxLife(100),m_CurrLife(100) {cout << "調(diào)用了Hero的默認(rèn)構(gòu)造" << endl; } //Hero::Hero(const string& nickName):m_NickName(nickName),m_Level(1),m_MaxLife(100),m_CurrLife(100) //{ // //} Hero::Hero(const string& nickName):Hero(nickName,1,100,10) {cout << "調(diào)用了Hero 一個(gè)參數(shù)版本的構(gòu)造" << endl; } Hero::Hero(const string& nickName, int level):Hero(nickName, level,100,10) {cout << "調(diào)用了Hero 兩個(gè)參數(shù)版本的構(gòu)造" << endl; } Hero::Hero(const string& nickName, int level, int maxLife, int currLife):m_NickName(nickName),m_Level(level),m_MaxLife(maxLife),m_CurrLife(currLife) {cout << "調(diào)用了Hero 四個(gè)參數(shù)版本的構(gòu)造" << endl; } void Hero::Move() {// 默認(rèn)移動(dòng)cout << "普通英雄" << m_NickName << "正在奔跑在艾澤拉斯大陸上" << endl; } ostream& operator<<(ostream& out, const Hero& hero){out << "昵稱：" << hero.GetNickName() << "\n";out << "等級(jí)：" << hero.GetLevel() << "\n";out << "最大生命：" << hero.GetMaxLife() << "\n";out << "當(dāng)前生命：" << hero.GetCurrLife() ;return out; } void Hero::operation1() { } //Warrior.h // // Created by 陳瑩瑩 on 2021/3/16. // #ifndef CHAPTER13_1_WARRIOR_H #define CHAPTER13_1_WARRIOR_H #include "Hero.h" // 共有繼承-體現(xiàn)了is a 關(guān)系 class Warrior : public Hero{ private:int m_PhysicalAttack; public:Warrior();Warrior(const string& nickName, int phyAttack);void Move(); // 在派生類中實(shí)現(xiàn)派生類版本的move方法~Warrior(); }; #endif //CHAPTER13_1_WARRIOR_H //Warrior.cpp // // Created by 陳瑩瑩 on 2021/3/16. // #include "Warrior.h" Warrior::Warrior() :Hero("默認(rèn)構(gòu)造",1,100,100) { } Warrior::Warrior(const string& nickName, int phyAttack):Hero(nickName,1,100,100),m_PhysicalAttack(phyAttack) { } void Warrior::Move() {// m_NickName沒辦法過呀,不能訪父類的私有屬性，需要在將父類中私有成員改為受保護(hù)成員//cout << "戰(zhàn)士《" << m_NickName << "》"<< "背著一大堆近戰(zhàn)武器正在前進(jìn)。。。"<< endl;cout << "戰(zhàn)士《" << GetNickName() << "》"<< "背著一大堆近戰(zhàn)武器正在前進(jìn)。。。"<< endl; } Warrior::~Warrior() { }

有關(guān)基類，派生類構(gòu)造

實(shí)例化派生類對(duì)象時(shí)，首先會(huì)創(chuàng)建基類對(duì)象(調(diào)用基類構(gòu)造)

派生類構(gòu)造應(yīng)通過成員初始化列表將基類信息傳遞給基類構(gòu)造

應(yīng)該在派生類構(gòu)造中初始化派生類新增的數(shù)據(jù)成員

派生類與基類之間特殊關(guān)系小結(jié)
1.派生類可以使用基類的非私有成員函數(shù)(public和protect)

2.基類指針可以在不進(jìn)行顯示類型轉(zhuǎn)換的情況下指向派生類對(duì)象

Warrior warrior1("諸葛達(dá)摩", 10, 100, 100); Hero& refHero = warrior1; // 基類引用指向派生類, Hero* ptrHero = &warrior1; // 基類指針指向派生類對(duì)象 Warrior& warrior2 = (Warrior)refHero; // 父類引用/指針需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成子類引用/指針（前提：父類指針指向子類對(duì)象） //不可以將基類對(duì)象的地址賦給派生類引用和對(duì)象，即不能進(jìn)行逆操作

3.可以將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象，程序會(huì)使用隱式重載賦值運(yùn)算符

Hero hero = warrior; hero.move(); //調(diào)用父類方法

3.私有繼承的例子

沒講完呀，暫且收一收好了

//main.cpp #include <iostream> #include "Teacher.h" void TeacherTest(){Teacher teacher1(8000);// 名字設(shè)置沒有寫完 } int main() {TeacherTest();return 0; } //Teacher.h // // Created by 陳瑩瑩 on 2021/3/21. //#ifndef CHAPTER13_1_TEACHER_H #define CHAPTER13_1_TEACHER_H #include <iostream> #include <string> using namespace std; /** 用來演示私有繼承的其中一種用法* 實(shí)現(xiàn)組合關(guān)系，只能組合一個(gè)屬性不能組合兩個(gè)屬性* Teacher類中擁有string類型的成員name* */class Teacher :private string{ // teacher 中擁有string類型的成員 private:double salary; // 工資public:Teacher();Teacher(int _salary) : salary(_salary){}double GetSalary(){return salary;}void SetSalary(double salary){this->salary = salary;}// 難點(diǎn)const string& GetName() const{/** Teacher類是由string 類私有派生而來，所以，可以使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，將Teacher類轉(zhuǎn)換成string類* 為了避免調(diào)用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建新的對(duì)象，所以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成了string 的引用類型返回* 本方法返回一引用，指向調(diào)用本方法的Teacher 對(duì)象中繼承而來的string對(duì)象* */return (const string&)*this; //強(qiáng)轉(zhuǎn)}//using string::length(); //將字符串方法聲明為本類的公有方法/*返回當(dāng)前教師類對(duì)象姓名的字符串長度*/int GetLenght(){return string::length();}~Teacher();string nickName; // 使用組合關(guān)系實(shí)現(xiàn)比較簡單的has-a 關(guān)系protected:}; #endif //CHAPTER13_1_TEACHER_H

4. 繼承和組合

一張臉由多個(gè)類組合而成，頭發(fā)的不同總類從父類頭發(fā)那里繼承而來。

繼承是is a 縱向關(guān)系–狗是哺乳動(dòng)物，戰(zhàn)士是英雄，橘貓是寵物–
組合是has a 橫向關(guān)系–學(xué)生有書包，戰(zhàn)士有武器，

繼承是C++與C最重要的區(qū)別，雖然C++也可以用C語言的編程習(xí)慣。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++(22)--继承和派生的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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