目錄
- 1. 繼承的概念和意義
- 類之間的關系
- 組合關系
- 繼承關系
- 2. 繼承中的訪問級別
- 3. 不同的繼承方式
- 4. 繼承中的構造與析構
1. 繼承的概念和意義
類之間的關系
在C++中，類之間可以有直接的關聯關系，包括組合關系和繼承關系，
- 組合關系：整體與部分的關系
- 繼承關系：父子關系
組合關系
組合關系描述的是類之間整體與部分的關系，具有以下特點
- 將其他類的物件作為當前類的成員變數使用
- 當前類的物件與成員物件的生命期相同
- 成員物件在用法上與普通物件完全一致，具有等同地位
/*描述class的組合關系*/
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Memory
{
public:
Memory()
{
cout << "Memory()" << endl;
}
~Memory()
{
cout << "~Memory()" << endl;
}
};
class Disk
{
public:
Disk()
{
cout << "Disk()" << endl;
}
~Disk()
{
cout << "~Disk()" << endl;
}
};
class CPU
{
public:
CPU()
{
cout << "CPU()" << endl;
}
~CPU()
{
cout << "~CPU()" << endl;
}
};
class MainBoard
{
public:
MainBoard()
{
cout << "MainBoard()" << endl;
}
~MainBoard()
{
cout << "~MainBoard()" << endl;
}
};
class Computer
{
private:
/*必須是其他類的物件，不能是指標，否則無法構成組合關系*/
Memory mMem;
Disk mDisk;
CPU mCPU;
MainBoard mMainBoard;
public:
Computer()
{
cout << "Computer()" << endl;
}
void power()
{
cout << "power()" << endl;
}
void reset()
{
cout << "reset()" << endl;
}
~Computer()
{
cout << "~Computer()" << endl;
}
};
int main()
{
Computer c;
return 0;
}
繼承關系
繼承關系描述的是類之間的父子關系，父類為基類，子類為派生類，
- 子類擁有父類的所有屬性和方法，還可以添加父類沒有的屬性和方法
- 子類是一種特殊的父類，子類物件可以當作父類物件使用，可以初始化父類物件，也可以給父類物件賦值
- 繼承是C++中代碼復用的重要手段，通過繼承，可以獲得父類的所有功能，還可以在子類中重寫已有功能，或者添加新功能
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class HPBook : public Computer //Computer是組合關系示例代碼中實作的類
{
string mOS;
public:
HPBook()
{
mOS = "Windows 8";
}
void install(string os)
{
mOS = os;
}
void OS()
{
cout << mOS << endl;
}
};
class MacBook : public Computer
{
public:
void OS()
{
cout << "Mac OS" << endl;
}
};
int main()
{
HPBook hp;
hp.power();
hp.install("Ubuntu 16.04 LTS");
hp.OS();
cout << endl;
MacBook mac;
hp.power();
mac.OS();
cout << endl;
return 0;
}
建議：作為類設計的一般原則，能用組合關系的，就不要用繼承關系，前提是組合關系可以實作所需功能和較好的架構設計，
2. 繼承中的訪問級別
- 面向物件中的訪問級別包括public、private和protected
- protected是專門為了繼承而設計的
- protected成員變數不能被外界直接訪問，但可以被子類直接訪問
- 在設計類的時候，需要根據具體需求來規劃不同的訪問級別
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Parent
{
protected:
int mv;
public:
Parent()
{
mv = 100;
}
int value()
{
return mv;
}
};
class Child : public Parent
{
public:
int addValue(int v)
{
mv = mv + v;
}
};
int main()
{
Parent p;
Child c;
// p.mv = 1000; // error
// c.mv = 10000; // error
c.addValue(50);
cout << "c.mv = " << c.value() << endl;
return 0;
}
上面的Demo簡單地展示了protecded成員變數的特性和使用方式，下面再看一個復雜一些的綜合示例，UML類圖如下所示，
Polint和Line都繼承自Object，同時Line還組合使用了Point，
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
class Object
{
protected:
string mName;
string mInfo;
public:
Object()
{
mName = "Object";
mInfo = "NULL";
}
string name()
{
return mName;
}
string info()
{
return mInfo;
}
};
class Point : public Object
{
private:
int mX;
int mY;
public:
Point(int x = 0, int y = 0)
{
ostringstream s;
mX = x;
mY = y;
mName = "Point";
s << "P(" << mX << ", " << mY << ")";
mInfo = s.str();
}
int x()
{
return mX;
}
int y()
{
return mY;
}
};
class Line : public Object
{
private:
Point mStart;
Point mEnd;
public:
Line(Point start, Point end)
{
ostringstream s;
mStart = start;
mEnd = end;
mName = "Line";
s << "Line from " << mStart.info() << " to " << mEnd.info();
mInfo = s.str();
}
Point &begin()
{
return mStart;
}
Point &end()
{
return mEnd;
}
};
int main()
{
Object o;
cout << o.name() << endl;
cout << o.info() << endl;
cout << endl;
Point p(1, 2);
cout << p.name() << endl;
cout << p.info() << endl;
cout << endl;
Point start(3, 4);
Point end(5, 6);
Line l(start, end);
cout << l.name() << endl;
cout << l.info() << endl;
return 0;
}
3. 不同的繼承方式
類似于成員變數有三種訪問級別，C++也支持三種不同的繼承方式
- public繼承：父類成員變數在子類中保持原有訪問級別
- private繼承：父類成員變數在子類中全部變為private
- protecded繼承：父類public成員變數在子類中變為protected，其余成員變數訪問級別保持不變
雖然C++支持三種不同的繼承方式，但private和protected繼承帶來的復雜性遠大于實用性，因此在工程中一般推薦使用public繼承，
實際上，C++的派生語言（如Java、C#）都只支持public繼承這一種方式，也變相說明了這一點，
4. 繼承中的構造與析構
父類和子類都可以定義建構式，其中子類建構式必須對繼承而來的成員變數進行初始化，初始化的方法有兩種：
- 直接使用賦值的方式進行初始化，僅適用于父類public和protected成員
- 呼叫父類建構式進行初始化，這里也有兩種呼叫方式
- 隱式呼叫：適用于父類無參建構式和默認引數建構式
- 顯式呼叫：通過初始化串列進行呼叫，適用于所有父類建構式
繼承中的構造與析構順序，在“物件的構造與析構（二）”中已經講過，不再贅述，
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Parent
{
protected:
string ps;
int mv;
public:
Parent()
{
cout << "Parent()" << endl;
ps = "Default";
mv = 0;
}
Parent(string s, int v)
{
cout << "Parent(string s, int v) : " << s << ", " << v << endl;
ps = s;
mv = v;
}
~Parent()
{
cout << "~Parent() : " << ps << ", " << mv << endl;
}
};
class Child : public Parent
{
private:
string cs;
public:
/*
* 進入Child()前，隱式呼叫Parent()，初始化父類成員;
* 進入Child()后，使用賦值方式，初始化父類成員.
*/
Child()
{
cout << "Child()" << endl;
ps = "Parent Default";
mv = 100;
cs = "Default";
}
/*
* 進入Child()前，使用初始化串列，顯式呼叫Parent(string s, int v)，初始化父類成員.
*/
Child(string s) : Parent(s, 200)
{
cout << "Child(string s) : " << s << endl;
cs = s;
}
~Child()
{
cout << "~Child() : " << cs << endl;
}
};
int main()
{
Child c1;
Child c2("child");
cout << endl;
return 0;
}
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標籤：C++
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