C++继承和派生

本文详细介绍了C++中的继承和派生概念,包括继承的机制、派生类的定义,以及不同继承方式的区别。重点讲解了多层继承中的数据成员可见性和访问控制,同名成员的隐藏现象。通过实例解析了如何设计派生类,并强调了构造函数和析构函数不被继承的原则。

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继承和派生

继承机制: 是类型层次结构设计中实现代码的复用重要手段。
派生: 保持原有类特性的基础上进行扩展,增加新属性和新方法,从而产生新的类型。

在面向对象程序设计中,继承和派生是构造出新类型的过程。呈现类型设计的层次结构,体现了程
序设计人员对现实世界由简单到复杂的认识过程。

继承的概念与定义

C++ 通过类派生( class derivation)的机制来支持继承。被继承的类称为基类(base class)或超
类(superclass)
,新产生的类为派生类(derived class)或子类(subclass)。基类和派生类的集合
称作类继承层次结构(hierarchy)。
由基类派生出,派生类的设计形式为:

class 派生类名:访问限定符 基类名
{
   
   
private:
成员表1; //派生类增加或替代的私有成员
public:
成员表2; //派生类增加或替代的公有成员
protected:
成员表3; //派生类增加或替代的保护成员
}//分号不可少

示例:
定义一个person基类:

class Person
{
   
   
private:
char _idPerson[20]; //身份证号,18位数字
char _name[8]; //姓名
int _age;
public:
Person()
{
   
   
_idPerson[0] = '0';
_name[0] = '0';
_age = 1;
}
Person(const char* id, const char* name, int age)
{
   
   
strcpy_s(_idPerson, 20, id);
strcpy_s(_name, name);
_age = age;
}
~Person() {
   
   }
void Dance() const
{
   
   
cout<
### C++继承派生的概念 继承派生是面向对象编程的核心机制之一,允许一个类(派生类)基于另一个类(基类)定义其属性行为。这种机制使得派生类不仅可以复用基类的成员,还可以扩展或修改其功能,从而实现代码的重用层次化设计[^1]。 继承体现了类型之间的“是一种”关系(is-a),例如“狗是一种动物”。派生类在继承基类成员的基础上,可以添加新的成员变量成员函数,以表达更具体的行为状态[^2]。 ### 使用方法 C++ 中的继承通过在类定义中使用冒号 `:` 指定基类,并可选择继承方式(`public`、`protected` 或 `private`)。最常见的是公有继承(`public`),它使得基类的公有成员在派生类中仍为公有,保护成员变为保护成员,而私有成员不可访问。 派生类构造函数需要显式调用基类构造函数以初始化继承的成员。如果未显式调用,编译器会尝试调用基类的默认构造函数。若基类没有默认构造函数,则会导致编译错误。 派生类可以访问基类的公有保护成员,但不能直接访问私有成员。此外,派生类可以重写基类的虚函数以实现多态行为。 ### 示例 以下是一个简单的继承派生示例,展示如何定义基类派生类,并调用其成员函数: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 基类 class Animal { public: virtual void speak() const { cout << "Animal speaks" << endl; } }; // 派生类 class Dog : public Animal { public: void speak() const override { cout << "Woof!" << endl; } }; int main() { Dog myDog; myDog.speak(); // 输出 "Woof!" return 0; } ``` 在这个例子中,`Dog` 类公有继承了 `Animal` 类,并重写了 `speak()` 函数以实现不同的行为。由于 `speak()` 是虚函数,因此可以通过基类指针或引用调用派生类的实现,实现多态性。 ### 构造函数析构函数的调用顺序 派生类的构造函数必须负责调用基类的构造函数来初始化继承的成员。例如: ```cpp class Base { public: Base(int x) { cout << "Base constructor called with " << x << endl; } }; class Derived : public Base { public: Derived(int x, int y) : Base(x) { cout << "Derived constructor called with " << y << endl; } }; ``` 当创建 `Derived` 对象时,首先调用 `Base` 的构造函数,然后执行 `Derived` 的构造函数体。析构过程则相反,先析构派生类,再析构基类。 ### 静态成员的继承 静态成员函数静态变量在派生类中是共享的,它们属于类本身而不是对象。例如: ```cpp class Base { public: static void info() { cout << "Base static info" << endl; } }; class Derived : public Base {}; int main() { Derived::info(); // 调用 Base 的静态函数 return 0; } ``` 如果派生类定义了同名的静态函数,则会隐藏基类的版本,但可以通过作用域解析运算符访问: ```cpp class Derived : public Base { public: static void info() { cout << "Derived static info" << endl; } }; int main() { Derived::info(); // 输出 "Derived static info" Base::info(); // 输出 "Base static info" return 0; } ``` ### 内存布局 派生类的内存布局包括基类的成员派生类新增的成员。基类的成员位于派生类对象内存的低地址部分,新增成员位于高地址部分。无论继承多少层,静态成员函数变量在整个程序中只有一份副本,存放在静态存储区[^5]。
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