chapter 类和对象的继承

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1、第四章继承性（inheritance）与类的派生（derivation）4.1派生类（derivedclass）及其对象（object）4.1.1定义第三章中提到，在面向对象程序设计语言中，“类”是一组具有相同数据结构（属性）和相同操作（方法、函数）的集合，是一系列具有相同性质的对象的抽象内容，它描述的不是个别对象而是全体对象的共同特征。“类”是具有相同共性的各事物的集合，是这些事物的统一抽象内容。C++中，“类”被表达为一个具有特定功能的程序块，它提供代码共享（代码重用性），以便用户可以方便地

2、建立所需要的任何数据类型。但一个“类”（基类）无法包含这些事物的全部共性，而只包含主要共性。为包含其它次要共性，可通过继承机制定义、建立其它类（称为派生类）。继承（inheritance）是C++面向对象程序设计的重要特性之一。所谓继承，是建立一个新的类（即直接派生类），从一个或多个已经定义的类（称为直接基类）中继承一部分或全部函数和数据，同时还能重新定义或增加新的数据和函数。继承机制在对象之间建立了派生关系，从而建立类的层次或等级（hierarchyofclasses）。引入继承机制的目的是实

3、现代码可重用性(reusability)：一方面可以重新使用先前定义的代码，避免不必要的重复设计；另一方面，如果原代码不能完全满足要求，可以在绝不改变原有代码的情况下，补充新的代码，增加新的功能。请见下图：圆形正方形平行四边形矩形四边形三角形几何图形几何图形上图中，“几何图形”是基类，它包含了几何图形的一些基本共性。它的派生类“三角形”、“四边形”和“圆形”各自包含了本图形的一些次要共性。例如计算面积的表达式，这三个图形都不相同。而“四边形”又可派生出“正方形”、“平行四边形”和“矩形”，从而使

4、它们各自具有不同的具体属性。具体说，例如，先有一个用于测量温度的类（第三章有过类似例子）：classtemp{staticdoubletemp;//数据：温度double&ref;//数据：温度变量temp的引用doublemeas();//函数：用于测量温度}过些时候，需要增加控制水温的功能，设计一个新类：classtemp_water{staticdoubletemp;//原有数据：水温double&ref;//原有数据：水温变量temp的引用char*err_msg;//数据：断水警告do

5、ublemeas();//原有函数：用于测量水温voidact_water();//函数：采取动作，开启水阀voidregulate();//函数：调节水阀开启度，以便控制水量和水温}随后可将字符指针char*err_msg初始化为指向字符串“Nocoolingwater”。可以看出，这两个类的内容有不少重复（重复部分已用下划线标出）。为避免重复，可设计新类为能够继承前一个类的全部或一部分内容。可以将前一个类classtemp定义为基类（baseclass），而新类则称为派生类（derivedc

6、lass），如下：classtemp_water:temp{char*err_msg;//数据：断水警告voidact_water();//函数：采取动作，开启水阀voidregulate();//函数：调节水阀开启度，以便控制水量和水温};派生类定义的格式是其类首加上冒号（：）和基类名称（temp）。这个派生出的新类具有以下特点（主要是前两点）：1．派生类是基类定义的延续---在派生类中可隐含地具有基类的任何成员（部分或全部）。2．派生类是基类定义的扩充---在派生类中可重新定义新的成员（在第

7、五章中还将看到，可在派生类中改变或扩充基类成员函数的功能）。3．派生类可以是基类的组合---派生类可由多个基类派生而来，此时派生类是所有基类的属性和行为的组合（请见本章§4.3“多继承”）。这称为“可重用（可复用reusable）的软件构件”。其中基类称baseclass（也称父类ancesterclass），派生类称derivedclass（也称子类sub-class）。继承:从一个或多个先前定义过的类（称为直接基类）中接受全部或一部分数据（属性）或/和函数（行为、操作），并且重新定义原有成员

8、并补充定义新的成员，因而形成一个新的低层的类（称为直接派生类）。而该派生类又可用作更低层派生类的直接基类。这样就建立了类的层次(hierarchyofclasses)可用有向无环图（DirectedAcyclicGraph,DAG）来表示继承关系。DAGtempprivatetemp_water绝大部分书中，有向无环图（DirectedAcyclicGraph,DAG）的连接线使用向上的箭头，只有J.Grabe:UpandRunningwithC++书中使用向下的箭头（而按照数据结构”图”的定义