C++笔记（十一）——类7：派生、类的继承、多重继承、成员访问操作符（./->）

曾经终败给现在 2022-05-05 18:55 254阅读 0赞

# 一、类的继承 #

对我们来说可以根据物体的形状把物体归为一类，比如矩形是形，椭圆形是形，三角形也是形。人们习惯把相同的性质抽取出来，成立一个类，再根据细节的不同，衍化出不同的小类，这些小类就是派生类。比如：关于形状，可以有下面的类层次结构，其中CShape是一个模糊称呼，涵盖了所有的形状，它可以描述这些形状的颜色，然后再细分成各个子类：

![70][]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>class CEllipse&nbsp;: public CShape&nbsp;//说明CEllipse是从CShape类派生来的&nbsp;</p> <p>{ </p> <p>};</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

关键字**public**表明**派生类共享基类的公有接口。**CWage可以看作是CEmployee的扩展，增加了下标范围检查的额外特性

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    /*****建立一个员工薪资体系，包括职位、名字、薪资记录方法*****/
    class CEmployee  //职员
    {
    public:
    	CEmployee();
    	CEmployee(const char* nm)
    	{
    		strcpy(m_name, nm);
    		cout << "名字：" << m_name << endl;
    	}
    	virtual float computePay()//若要调用后面的该函数，则需要在父类定义并实例化才可以
    	{ 
    		return 0; 
    	};
    
    private:
    	char m_name[30];
    };
    //————————————————————————————————————
    class CWage : public CEmployee //小时工；需要知道他的名字、工时m_hours，时薪m_wage
    {
    public:
    	CWage(const char* nm) : CEmployee(nm)
    	{
    		m_wage = 250.0;//时薪
    		m_hours = 40.0;//工时
    		cout << "wage: " << m_wage << endl << "hours: " << m_hours << endl;
    	}
    	void setWage(float wg) //成员函数
    	{
    		m_wage = wg;
    	}
    	void setHours(float hrs)
    	{
    		m_hours = hrs;
    	}
    	virtual float computePay()
    	{
    		float sale = m_hours * m_wage;
    		cout << "BasicMoney: " << sale << endl;
    		return sale;
    	}//计薪
    
    private:
    	float m_wage; //时薪
    	float m_hours; //工作时间
    };

# 二、类中的成员的访问特性 #

**        类成员主要是指类中的数据成员和方法**。在**定义类**时，**类成员**是**具有访问限制**的，C++语言提供了3个**访问限定符**用于标识类成员的访问，分别为**public**、**protected**和**private**。**public**成员也被称为**公有成员**，public成员可以在程序的任何地方进行访问。**protected**成员被称为**保护成员**，该成员只能在该类和该类的派生类（子类）中访问，除此之外，程序的其他地方不能访问保护成员。**private**成员也被称为**私有成员**，该成员只能在该类的成员函数或友元中访问，派生类以及程序的其他地方均不能访问私有成员。**如果在定义类时，没有指定访问限定符，默认为private。**

与**每个类相关的算法**称为该类的**公有接口**（public interface）。**数据**以**私有形式**被**存储在每个对象**中，对**数据的访问**应与**一般的程序代码隔离开**来。

**        **通常**公有成员**提供该类的公有接口——即***实现这个类的行为的操作集合***。它包括该类的所有的成员函数，或者只包括其中一个子集。**私有成员**提供私有实现代码——即***存储信息的数据***。 **保护成员**（protected）内的**数据成员和成员函数**不提供给一般的程序，**只提供给派生类使用**。

###         注：放在基类的私有区域内的成员只能提供该类自己使用，派生类不能使用。 ###

**基于对象**的程序设计方法通过**内联函数机制**帮助用户**进行内存的读取**，降低了函数调用的大开销。在**类定义中**被定义的**成员函数**【如size（）】会被**自动**当做是**内联函数**。此外，我们也可以**用inline**关键字**显式的**要求一个**函数被视为内联函数**。

**面向对象**的程序设计方法通过**继承机制**和**动态绑定机制**扩展了抽象数据类型：

继承机制是**对现有实现代码的重用**，动态绑定是指**对现有的公有接口的重用**。

拿图书馆的例子来说，**共享的公有接口和私有的数据**都放在一个**抽象类**（图书馆资料：LibraryMaterial）中，每个特殊的图书馆资料都从LibraryMaterial抽象类**继承**共享的行为，它们**只需要提供与自身行为相关的算法和数据**。

**        2.1 在定义类方法时，即定义函数时如果不需要在方法中修改类的数据成员，建议在方法声明的最后使用const关键字****，表示用户不能在该方法中修改类的数据成员。**

/*Set Username*/
        void SetUsername(const char* pUsername)
        {
            if(pUsername != NULL)
            {
                strcpy(m_Username, pUsername);//将pUsername拷贝给m_Username
            }
        }
        char *GetUsername() const //加const表示对GetUsername中的成员变量不做修改
        {
            return (char*) m_Username;
        }

#include <iostream>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    class CScore
    {
    public:
    	CScore(string &sub, double &total, double &num):m_sub(sub), m_total(total), m_num(num) //有const的参数定义和无const参数的区别
    	{
    	}
    
    	CScore(const string &sub, const double &total, const double &num) :m_sub(sub), m_total(total), m_num(num)
    	{
    	}
    
    	string getSubject()
    	{
    		return m_sub;
    	}
    
    	double Total()
    	{
    		return m_total;
    	}
    
    	double Number()
    	{
    		return m_num;
    	}
    
    	double Ave() const
    	{
    		if (m_total)
    			return m_total / m_num;
    		else
    			return 0;
    	}
    
    	bool same_sub(const CScore &aa) const//把成绩单作为参数传入，不修改数据成员所以加const
    	{
    		return m_sub == aa.m_sub;
    	}
    
    	void add(const CScore &aa) //将后一个成绩单上的值加到前一个成绩单上，数据成员有变化故不能加const。
    	{
    		m_total += aa.m_total;
    		m_num += aa.m_num;
    	}
    
    private:
    	string m_sub; //科目
    	double m_num; //人数
    	double m_total;//总分
    };
    
    int main()
    {
    	string str = "数学";
    	double d1 = 255.0;
    	double d2 = 5.0;
    	CScore b(str, d1, d2);
    	cout << b.getSubject() << "," << b.Total() << "," << b.Number() << "," << b.Ave() << endl;
    	cout << "d2' = " << d2 << endl;
    	d2 = d1;
    	cout << "d2 = " << d2 << endl;
    
    	CScore c("a", 110.0, 11.0);
    	cout << "Ave =" << c.Ave() << endl;
    
    //求两成绩单的和，要先检查这是否是同一科
    	if (b.same_sub(c)) //把c的值加到b上
    		c.add(b);
    	cout << "两个成绩单的和" << c.Total() << endl;
    
    	getchar();
    	return 0;
    }

![70 1][]

**        类成员的访问**是通过**对象**实现的。**对象被称为类的实例化**。当程序中定义一个类时，并没有为其分配存储空间，只有当定义类的对象时，才分配存储空间。

int main()
    {
        CUser user;//声明CUser类的对象
        user.SetUsername("hello");//实例化类成员
        user.SetUserPassword("123456");
        user.Logic();
        return 0;
    }

**        2.2 类成员是具有访问权限的，如果在类的外部访问私有或受保护的成员将出现访问错误。**

**        2.3 成员访问操作符**

**       ** 通过使用成员访问操作符可以**调用一个有名字的成员函数**，比如上面的Logic()，或者普通的变量。如果类对象被定义为**指针类型**，需要使**用“\->”操作符**来访问；**非指针类型的**用**“.”操作符**用来访问类对象。

例如：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>class IntArray</p> <p>{ </p> <p>&nbsp; &nbsp; public:</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;int size()&nbsp; const</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;{ </p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; return size;</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; }</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;private:</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;//内部数据</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;int _size;</p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;int *ia;</p> <p>}</p> <p>&nbsp;</p> <p>IntArray array;</p> <p>int array_size = array.size(); //array调用size（）函数</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#include <iostream>
    #include <stdio.h>
    #include <assert.h>
    #include <string.h>
    using namespace std;
    
    class CUser
    {
    private:
        char m_Username[120];
        char m_Password[120];
    public:
    
        bool Logic(); //成员函数
    
        /*Set Username*/
        void SetUsername(const char* pUsername)
        {
            if(pUsername != NULL)
            {
                strcpy(m_Username, pUsername);//将pUsername拷贝给m_Username
            }
        }
        char *GetUsername() const //加const表示对GetUsername中的成员变量不做修改
        {
            return (char*) m_Username;
        }
    
        /*Set UserPassword*/
        void SetUserPassword(const char* pUserPassword)
        {
            if(pUserPassword != NULL)
            {
                strcpy(m_Password, pUserPassword);
            }
        }
        char* GetUserPassword() const
        {
            return(char*) m_Password;
        }
    };
    
    bool CUser::Logic() //类域操作符，可以指出成员函数属于哪个类
    {
        if(strcmp(m_Username, "hello") == 0 && strcmp(m_Password, "123456") == 0)
        {
            cout << "登录成功" << endl;
            return true;
        }
        else
        {
            cout << "登录faile" << endl;
            return false;
        }
    }
    
    int main()
    {
        /*CUser user;//声明CUser类的对象user
        user.SetUsername("hello");//实例化类成员
        user.SetUserPassword("123456");
        user.Logic();
        return 0;*/
    
        CUser *pUser = new CUser;//定义一个类的指针对象pUser，分配内存空间
        pUser -> SetUsername("hello");
        pUser ->SetUserPassword("123456");
        pUser ->Logic();
        delete pUser; //释放内存空间
        return 0;
    }

# 三、多重继承 #

一个类可以从多个基类中派生。在派生类由多个基类派生的多重继承模式中，基类是用基类表语法成分来说明的，多重继承的语法与单一继承很类似，只需要在声明继承的多个类之间加上逗号来分隔。定义形式如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>class 派生类名：访问权限 基类名称，访问权限 基类名称，访问权限 基类名称</p> <p>{ </p> <p>&nbsp; &nbsp; 。。。</p> <p>}；</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

** **    例如B类是由类C和类D派生的，可按如下方式进行说明：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>class B：&nbsp;public C， public D</p> <p>{ </p> <p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;...</p> <p>};</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    class CPeople
    {
    public:
    	float Weight(float wg)
    	{
    		cout << "CPeople weight: " << wg << endl;
    		return 0;
    	}
    };
    
    class CAnimal
    {
    public:
    	float Weight(float wg)
    	{
    		cout << "CAnimal weight: " << wg << endl;
    		return 0;
    	}
    
    };
    
    class CThings : public CPeople, public CAnimal
    {
    public:
    	void show();
    };
    void CThings::show()
    {
    	cout << "成功啦！" << endl;
    }
    
    int main(int argc, char* argv[])
    { 
    	CThings ct;
    
    	ct.show();
        //ct.Weight(3); //错误
    	ct.CPeople::Weight(15);
    	ct.CAnimal::Weight(20);
    
    	getchar();
    	return 0;
    }

如上例，不能直接用ct.Weight()，会出现错误提示

![70 2][]

而是用作用域运算符***ct.CPeople::Weight(15);***显式指出所要调用的父类的函数，结果如下：

![70 3][]

基类的说明顺序一般没有重要的意义，除非**在某些情况下需要调用构造函数和析构函数创建清空内存时**，在这样的情况下，**会有一些影响**。

由**构造函数**引起的**初始化发生的顺序**。**若你的代码依赖于B的D部分要在C部分之前初始化**，则此说明顺序将很重要，你可以**在继承表中把D类放到C类的前面**。***初始化是按基类表中的说明顺序进行初始化的***。

激活析构函数以做清除工作的顺序。当类的其他部分正在被清除时，如果某些特别的部分要保留，则该顺序也很重要。***析构函数的调用是按基类表说明顺序的反向进行调用的。***

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[70 3]: /images/20220505/b3de1c8b3a05449ab82eab037289f63b.png