解讀C++編程中派生類的構(gòu)成和創(chuàng)建
C++派生類的構(gòu)成
派生類中的成員包括從基類繼承過(guò)來(lái)的成員和自己增加的成員兩大部分。從基類繼承的成員體現(xiàn)了派生類從基類繼承而獲得的共性,而新增加的成員體現(xiàn)了派生類的個(gè)性。正是這些新增加的成員體現(xiàn)了派生類與基類的不同,體現(xiàn)了不同派生類之間的區(qū)別。
在基類中包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù) (或稱數(shù)據(jù)與方法)兩部分,派生類分為兩大部分:一部分是從基類繼承來(lái)的成員,另一部分是在聲明派生類時(shí)增加的部分。每一部分均分別包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。
實(shí)際上,并不是把基類的成員和派生類自己增加的成員簡(jiǎn)單地加在一起就成為派生類。構(gòu)造一個(gè)派生類包括以下3部分工作。
1) 從基類接收成員
派生類把基類全部的成員(不包括構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù))接收過(guò)來(lái),也就是說(shuō)是沒(méi)有選擇的,不能選擇接收其中一部分成員,而舍棄另一部分成員。 從定義派生類的一般形式中可以看出是不可選擇的。
這樣就可能出現(xiàn)一種情況:有些基類的成員,在派生類中是用不到的,但是也必須繼承過(guò)來(lái)。這就會(huì)造成數(shù)據(jù)的冗余,尤其是在多次派生之后,會(huì)在許多派生類對(duì)象中存在大量無(wú)用的數(shù)據(jù),不僅浪費(fèi)了大量的空間,而且在對(duì)象的建立、賦值、復(fù)制和參數(shù)的傳遞中, 花費(fèi)了許多無(wú)謂的時(shí)間,從而降低了效率。這在目前的C++標(biāo)準(zhǔn)中是無(wú)法解決的,要求我們根據(jù)派生類的需要慎重選擇基類,使冗余量最小。不要隨意地從已有的類中找一個(gè)作為基類去構(gòu)造派生類,應(yīng)當(dāng)考慮怎樣能使派生類有更合理的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上,有些類是專門作為基類而設(shè)計(jì)的,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到派生類的要求。
2) 調(diào)整從基類接收的成員
接收基類成員是程序人員不能選擇的,但是程序人員可以對(duì)這些成員作某些調(diào)整。例如可以改變基類成員在派生類中的訪問(wèn)屬性,這是通過(guò)指定繼承方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如可以通過(guò)繼承把基類的公用成員指定為在派生類中的訪問(wèn)屬性為私有(派生類外不能訪問(wèn))。此外,可以在派生類中聲明一個(gè)與基類成員同名的成員,則派生類中的新成員會(huì)覆蓋基類的同名成員。但應(yīng)注意,如果是成員函數(shù),不僅應(yīng)使函數(shù)名相同,而且函數(shù)的參數(shù)表(參數(shù)的個(gè)數(shù)和類型)也應(yīng)相同,如果不相同,就成為函數(shù)的重載而不是覆蓋了。用這樣的方法可以用新成員取代基類的成員。
3) 在聲明派生類時(shí)增加的成員
這部分內(nèi)容是很重要的,它體現(xiàn)了派生類對(duì)基類功能的擴(kuò)展。要根據(jù)需要仔細(xì)考慮應(yīng)當(dāng)增加哪些成員,精心設(shè)計(jì)。例如在前面例子中(請(qǐng)查看:C++派生類的聲明方式),基類的display函數(shù)的作用是輸出學(xué)號(hào)、姓名和性別,在派生類中要求輸出學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡和地址,不必單獨(dú)另寫一個(gè)輸出這5個(gè)數(shù)據(jù)的函數(shù),而要利用基類的display 函數(shù)輸出學(xué)號(hào)、姓名和性別,另外再定義一個(gè)display_1 函數(shù)輸出年齡和地址,先后執(zhí)行這兩個(gè)函數(shù)。也可以在 display_1 函數(shù)中調(diào)用基類的display函數(shù),再輸出另外兩個(gè)數(shù)據(jù),在主函數(shù)中只需調(diào)用一個(gè)display_1函數(shù)即可,這樣可能更清晰一些,易讀性更好。
此外,在聲明派生類時(shí),一般還應(yīng)當(dāng)自己定義派生類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)是不能從基類繼承的。
通過(guò)以上的介紹可以看出:派生類是基類定義的延續(xù)??梢韵嚷暶饕粋€(gè)基類,在此基類中只提供某些最基本的功能,而另外有些功能并未實(shí)現(xiàn),然后在聲明派生類時(shí)加入某些具體的功能,形成適用于某一特定應(yīng)用的派生類。通過(guò)對(duì)基類聲明的延續(xù),將一個(gè)抽象的基類轉(zhuǎn)化成具體的派生類。因此,派生類是抽象基類的具體實(shí)現(xiàn)。
C++派生類的聲明方式(定義方式)
先通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明怎樣通過(guò)繼承來(lái)創(chuàng)建派生類,先從最簡(jiǎn)單的單繼承開(kāi)始。
class Student1: public Student //聲明基類是Student
{
public:
void display_1( ) //新增加的成員函數(shù)
{
cout<<"age: "<<age<<endl;
cout<<"address: "<<addr<<endl;
}
private:
int age; //新增加的數(shù)據(jù)成員
string addr; //新增加的數(shù)據(jù)成員
};
假設(shè)已經(jīng)聲明了一個(gè)基類Student(基類Student的定義見(jiàn)上節(jié):C++繼承與派生的概念),在此基礎(chǔ)上通過(guò)單繼承建立一個(gè)派生類Student1:
仔細(xì)觀察第一行:
class Student1: public Student
在class后面的Student1是新建的類名,冒號(hào)后面的Student表示是已聲明的基類。在Student之前有一關(guān)鍵宇public,用來(lái)表示基類Student中的成員在派生類Studeml中的繼承方式?;惷懊嬗衟ublic的稱為“公用繼承(public inheritance)”。
請(qǐng)大家仔細(xì)閱讀以上聲明的派生類Student1和基類Student,并將它們放在一起進(jìn)行分析。
聲明派生類的一般形式為:
class 派生類名:[繼承方式] 基類名
{
派生類新增加的成員
};
繼承方式包括public (公用的)、private (私有的)和protected(受保護(hù)的),此項(xiàng)是可選的,如果不寫此項(xiàng),則默認(rèn)為private(私有的)。
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