[C++] 類的繼承 特性及實現

面向對象程序設計中最重要的一個概念是繼承。繼承允許我們依據另一個類來定義一個類，這使得創建和維護一個應用程序變得更容易。這樣做，也達到了重用代碼功能和提高執行效率的效果。

當創建一個類時，您不需要重新編寫新的數據成員和成員函數，只需指定新建的類繼承了一個已有的類的成員即可。這個已有的類稱為基類，新建的類稱為派生類。

繼承代表了 is a 關系。例如，哺乳動物是動物，狗是哺乳動物，因此，狗是動物，等等。

基類 & 派生類

一個類可以派生自多個類，這意味着，它可以從多個基類繼承數據和函數。定義一個派生類，我們使用一個類派生列表來指定基類。類派生列表以一個或多個基類命名，形式如下：

class derived-class: access-specifier base-class

其中，訪問修飾符 access-specifier 是 public、protected 或 private 其中的一個，base-class 是之前定義過的某個類的名稱。如果未使用訪問修飾符 access-specifier，則默認為 private。

假設有一個基類 Shape，Rectangle 是它的派生類，如下所示：

實例

​
//jet.h / jet.cpp  //派生自基類airplan 繼承airplan的接口和數據
#pragma once
#ifndef __jet_h__
#define __jet_h__
#include <iostream>
#include "airplane.h"
namespace apdance
{
class jet : public airplane //繼承自airplane 
{
public:
    jet();
    ~jet();
    void set_weapons(int w);
    int get_weapons();
        
private:
    int weapons;
};
​
}
#endif
​
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "jet.h"
​
namespace apdance
{
    jet::jet()
    {
        weapons = 1;
        std::cout << "jet take off!\n";
    }
    jet::~jet()
    {
        std::cout << "jet down!may day may day!";
    }
    void jet::set_weapons(int w)
    {
        weapons = w;
    }
    int jet::get_weapons()
    {
        return weapons;
    }
}//namespace apdance
​
​
//airplan.h / airplan.cpp 
#pragma once
#ifndef __AIRPLANE_H__
#define __AIRPLANE_H__
#include <iostream>
namespace apdance //定義命名空間
{
class airplane //創建基類airplane
{
public:
    airplane()
    {
        wheels = 3;
        wings = 2;
        engines = 1;
        std::cout << "對象已創建\n";
    }
    ~airplane()
    {
        std::cout << "對象已刪除\n";
    }
public:
    void set_wings(int w);
    int get_wings();
    void set_wheels(int w);
    int get_wheels();
    void set_engines(int w);
    int get_engines();
    void fly();
private:
    int wings;
    int wheels;
    int engines;
};
}//namespace
#endif // !___AIRPLANE_H__
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "airplane.h"
namespace apdance
{
void airplane::set_wings(int w)
{
    wings = w;
}
int airplane::get_wings()
{
    return wings;
}
void airplane::set_wheels(int w)
{
    wheels = w;
}
int airplane::get_wheels()
{
    return wheels;
}
void airplane::set_engines(int w)
{
    engines = w;
}
int airplane::get_engines()
{
    return engines;
}
void airplane::fly()
{
    std::cout << "iam fly now!\n";
}
}//namespace
​
​
// cpp_learning.cpp : 定義控制台應用程序的入口點。 測試 沒問題
#include "stdafx.h"
#include "iostream"
#include "airplane.h"
#include "jet.h"
int main()
{
    apdance::jet x;
    x.set_engines(100);
    std::cout << x.get_engines() << '\n';
    return 0;
}

 

訪問控制和繼承

派生類可以訪問基類中所有的非私有成員。因此基類成員如果不想被派生類的成員函數訪問，則應在基類中聲明為 private。

我們可以根據訪問權限總結出不同的訪問類型，如下所示：

訪問	public	protected	private
同一個類	yes	yes	yes
派生類	yes	yes	no
外部的類	yes	no	no

一個派生類繼承了所有的基類方法，但下列情況除外：

• 基類的構造函數、析構函數和拷貝構造函數。

• 基類的重載運算符。

• 基類的友元函數。

繼承類型

當一個類派生自基類，該基類可以被繼承為 public、protected 或 private 幾種類型。繼承類型是通過上面講解的訪問修飾符 access-specifier 來指定的。

我們幾乎不使用 protected 或 private 繼承，通常使用 public 繼承。當使用不同類型的繼承時，遵循以下幾個規則：

• 公有繼承（public）：當一個類派生自公有基類時，基類的公有成員也是派生類的公有成員，基類的保護成員也是派生類的保護成員，基類的私有成員不能直接被派生類訪問，但是可以通過調用基類的公有和保護成員來訪問。

• 保護繼承（protected）： 當一個類派生自保護基類時，基類的公有和保護成員將成為派生類的保護成員。

• 私有繼承（private）：當一個類派生自私有基類時，基類的公有和保護成員將成為派生類的私有成員。

多繼承

多繼承即一個子類可以有多個父類，它繼承了多個父類的特性。

C++ 類可以從多個類繼承成員，語法如下：

class <派生類名>:<繼承方式1><基類名1>,<繼承方式2><基類名2>,…
{
<派生類類體>
};

其中，訪問修飾符繼承方式是 public、protected 或 private 其中的一個，用來修飾每個基類，各個基類之間用逗號分隔，如上所示。現在讓我們一起看看下面的實例：

實例

​

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
// 基類 Shape
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};
 
// 基類 PaintCost
class PaintCost 
{
   public:
      int getCost(int area)
      {
         return area * 70;
      }
};
 
// 派生類
class Rectangle: public Shape, public PaintCost
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};
 
int main(void)
{
   Rectangle Rect;
   int area;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
 
   area = Rect.getArea();
   
   // 輸出對象的面積
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
 
   // 輸出總花費
   cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;
 
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total area: 35
Total paint cost: $2450