面向对象程序设计中最重要的一个概念是继承。继承允许我们依据另一个类来定义一个类,这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做,也达到了重用代码功能和提高执行时间的效果。
当创建一个类时,您不需要重新编写新的数据成员和成员函数,只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类
,新建的类称为派生类
。
继承代表了 is a
关系。例如,哺乳动物是动物,狗是哺乳动物,因此,狗是动物,等等。
一个类可以派生自多个类,这意味着,它可以从多个基类继承数据和函数。定义一个派生类,我们使用一个类派生列表来指定基类。类派生列表以一个或多个基类命名,形式如下:
class derived-class: access-specifier base-class
其中,访问修饰符 access-specifier 是 public、protected
或 private
其中的一个,base-class 是之前定义过的某个类的名称。如果未使用访问修饰符 access-specifier,则默认为 private。
假设有一个基类 Shape
,Rectangle
是它的派生类,如下所示:
#include <iostream> using namespace std; // 基类 class Shape { public: void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; // 派生类 class Rectangle: public Shape { public: int getArea() { return (width * height); } }; int main(void) { Rectangle Rect; Rect.setWidth(5); Rect.setHeight(7); // 输出对象的面积 cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl; return 0; }当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Total area: 35
派生类可以访问基类中所有的非私有成员。因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问,则应在基类中声明为 private。
我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型,如下所示:
访问 | public | protected | private |
---|---|---|---|
同一个类 | yes | yes | yes |
派生类 | yes | yes | no |
外部的类 | yes | no | no |
一个派生类继承了所有的基类方法,但下列情况除外:
当一个类派生自基类,该基类可以被继承为 public、protected
或 private
几种类型。继承类型是通过上面讲解的访问修饰符 access-specifier 来指定的。
我们几乎不使用 protected
或 private
继承,通常使用 public
继承。当使用不同类型的继承时,遵循以下几个规则:
公有继承(public):
当一个类派生自公有
基类时,基类的公有
成员也是派生类的公有
成员,基类的保护
成员也是派生类的保护
成员,基类的私有
成员不能直接被派生类访问,但是可以通过调用基类的公有
和保护
成员来访问。
保护继承(protected):
当一个类派生自保护
基类时,基类的公有
和保护
成员将成为派生类的保护
成员。
私有继承(private):
当一个类派生自私有
基类时,基类的公有
和保护
成员将成为派生类的私有
成员。
多继承即一个子类可以有多个父类,它继承了多个父类的特性。
C++ 类可以从多个类继承成员,语法如下:
class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,… { <派生类类体> };其中,访问修饰符继承方式是
public、protected
或 private
其中的一个,用来修饰每个基类,各个基类之间用逗号分隔,如上所示。现在让我们一起看看下面的实例:
#include <iostream> using namespace std; // 基类 Shape class Shape { public: void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; // 基类 PaintCost class PaintCost { public: int getCost(int area) { return area * 70; } }; // 派生类 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(); // 输出对象的面积 cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl; // 输出总花费 cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl; return 0; }当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Total area: 35 Total paint cost: $2450