第7章 繼承和派生
【考點一】 繼承與派生
1.基本概念派生類從基類繼承了各種成員的關系就稱為繼承。類的繼承是新的類從已有類那里得到已有的特性。從已有的類產生新類的過程就是類的派生。在繼承過程中，原有的類或已經存在的用來派生新類的類稱為基類或父類，而由已經存在的類派生出的新類則稱為派生類或子類。從派生類的角度，根據它所擁有的基類數(shù)目不同，可以分為單繼承和多繼承。一個類只有一個直接基類時，稱為單繼承；而一個類同時有多個直接基類時，則稱為多繼承。從上面的描述可知，任何一個類都可以派生出一個新類，派生類也可以再派生出新類，因此，基類和派生類是相對而言的，一個基類可以是另一個基類的派生類，從而形成了復雜的繼承結構，出現(xiàn)了類的層次�；惻c派生類之間的關系如下：(1)基類是對派生類的抽象，派生類是對基類的具體化。基類抽取了它的派生類的公共特征，而派生類通過增加信息將抽象的基類變?yōu)槟撤N有用的類型，派生類是基類定義的延續(xù)。(2)派生類是基類的組合。多繼承可以看作是多個單繼承的簡單組合。(3)公有派生類的對象可以作為基類的對象處理。這一點與類聚集(成員對象)是不同的，在類聚集(成員對象)中，一個類的對象只能擁有作為其成員的其他類的對象，但不能作為其他類對象而使用。
2派生類的定義與構成定義派生類的一般格式如下：class＜派生類名＞：＜繼承方式1＞＜基類名1＞，
＜繼承方式2＞＜基類名2＞，
……，
＜繼承方式n＞＜基類名n＞｛＜派生類新定義成員＞｝；其中，＜基類名＞是已有的類的名稱，＜派生類名＞是繼承原有類的特性而生成的新類的名稱。單繼承時，只需定義一個基類；多繼承時，需同時定義多個基類。＜繼承方式＞即派生類的訪問控制方式，用于控制基類中聲明的成員在多大的范圍內能被派生類的用戶訪問。每一個繼承方式，只對緊隨其后的基類進行限定。繼承方式包括3種：公有繼承(public)、私有繼承(private)和保護繼承(protected)。如果不顯式地給出繼承方式，缺省的類繼承方式是私有繼承private。派生類新定義成員是指除了從基類繼承來的所有成員之外，新增加的數(shù)據成員和成員函數(shù)。在一個派生類中，其成員由兩部分構成：一部分是從基類繼承得到的，另一部分是自己定義的新成員，所有這些成員仍然分為公有(public)、私有(private)和保護(protected)三種訪問屬性。其中，從基類繼承下來的全部成員構成派生類的基類部分，這部分的私有成員是派生類不能直接訪問的，公有成員和保護成員則是派生類可以直接訪問的，但是它們在派生類中的訪問屬性將隨著派生類對基類的繼承方式而改變。派生類繼承了基類的全部數(shù)據成員和除了構造、析構函數(shù)之外的全部成員函數(shù)，但是這些成員在派生類中的訪問屬性在派生的過程中是可以調整的，繼承方式控制了基類中具有不同訪問屬性的成員在派生類中的訪問屬性�；惖某蓡T有公有(public)、保護(protected)和私有(private)三種訪問屬性，類的繼承方式也有公有繼承(public)、保護繼承(protected)和私有繼承(private)三種。不同的繼承方式，導致具有不同訪問屬性的基類成員在派生類中具有了新的訪問屬性。(1)基類中的私有成員在派生類中是隱藏的，只能在基類內部訪問。(2)派生類中的成員不能訪問基類中的私有成員，可以訪問基類中的公有成員和保護成員。此時派生類對基類中各成員的訪問能力與繼承方式無關，但繼承方式將影響基類成員在派生類中的訪問控制屬性，基類中公有成員和保護成員在派生類中的訪問控制屬性將隨著繼承方式而改變：派生類從基類公有繼承時，基類的公有成員和保護成員在派生類中仍然是公有成員和保護成員；派生類從基類私有繼承時，基類的公有成員和保護成員在派生類中都改變?yōu)樗接谐蓡T ；派生類從基類保護繼承時，基類的公有成員在派生類中改變?yōu)楸Ｗo成員，基類的保護成員在派生類中仍為保護成員。 【考點二】 派生類的構造函數(shù)和析構函數(shù)
1.派生類的數(shù)據成員由所有基類的數(shù)據成員與派生類新增的數(shù)據成員共同組成，如果派生類新增成員中包括其他類的對象(成員對象)，派生類的數(shù)據成員中實際上還間接包括了這些對象的數(shù)據成員。因此，構造派生類的對象時，必須對基類數(shù)據成員、新增成員對象的數(shù)據成員和新增的其他數(shù)據成員進行初始化。派生類的構造函數(shù)必須要以合適的初值作為參數(shù)，隱含調用基類和新增成員對象的構造函數(shù)，用以初始化它們各自的數(shù)據成員，然后再對新增的其他數(shù)據成員進行初始化。派生類構造函數(shù)的一般格式如下：＜派生類名＞：：＜派生類名＞(＜總參數(shù)表＞)：＜基類名1＞(參數(shù)表1)，……
＜基類名n＞(＜參數(shù)表n＞)，
＜成員對象名1＞(＜參數(shù)表n+1＞)，……，
＜成員對象名m＞(＜參數(shù)表n+m＞)｛＜派生類構造函數(shù)體＞｝派生類的構造函數(shù)名與類名相同。在構造函數(shù)的參數(shù)表中，給出了初始化基類數(shù)據、成員對象數(shù)據以及新增的其他數(shù)據成員所需要的全部參數(shù)。在參數(shù)表之后，列出需要使用參數(shù)進行初始化的基類名和成員對象名以及各自的參數(shù)名，各項之間使用逗號分隔。注意對基類成員和新增成員對象的初始化必須在成員初始化列表中進行。當派生類有多個基類時，處于同一層次的各個基類的構造函數(shù)的調用順序取決于定義派生類時聲明的順序(自左向右)，而與在派生類構造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無關。如果派生類的基類也是一個派生類，則每個派生類只需負責它的直接基類的構造，依次上溯。當派生類中有多個成員對象時，各個成員對象構造函數(shù)的調用順序也取決于在派生類中定義的順序(自上而下)，而與在派生類構造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無關。建立派生類對象時，構造函數(shù)的執(zhí)行順序如下：(1)執(zhí)行基類的構造函數(shù)，調用順序按照各個基類被繼承時聲明的順序(自左向右)；(2)執(zhí)行成員對象的構造函數(shù)，調用順序按照各個成員對象在類中聲明的順序(自上而下)；(3)執(zhí)行派生類的構造函數(shù)。派生類的構造函數(shù)只有在需要的時候才必須定義。派生類構造函數(shù)提供了將參數(shù)傳遞給基類構造函數(shù)的途徑，以保證在基類進行初始化時能夠獲得必要的數(shù)據。因此，如果基類的構造函數(shù)定義了一個或多個參數(shù)時，派生類必須定義構造函數(shù)。如果基類中定義了缺省構造函數(shù)或根本沒有定義任何一個構造函數(shù)(此時，由編譯器自動生成缺省構造函數(shù))時，在派生類構造函數(shù)的定義中可以省略對基類構造函數(shù)的調用，即省略"＜基類名＞(＜參數(shù)表＞)"。成員對象的情況與基類相同。當所有的基類和成員對象的構造函數(shù)都可以省略，并且也可以不在成員初始化列表中對其他數(shù)據成員進行初始化時，可以省略派生類構造函數(shù)的成員初始化列表。
2.派生類的析構函數(shù)與構造函數(shù)相同，派生類的析構函數(shù)在執(zhí)行過程中也要對基類和成員對象進行操作，但它的執(zhí)行過程與構造函數(shù)嚴格相反，即：(1)對派生類新增普通成員進行清理。(2)調用成員對象析構函數(shù)，對派生類新增的成員對象進行清理。(3)調用基類析構函數(shù)，對基類進行清理。派生類析構函數(shù)的定義與基類無關，與沒有繼承關系的類中的析構函數(shù)的定義完全相同。它只負責對新增普通成員的清理工作，系統(tǒng)會自己調用基類及成員對象的析構函數(shù)進行相應的清理工作。
【考點一】 繼承與派生
1.基本概念派生類從基類繼承了各種成員的關系就稱為繼承。類的繼承是新的類從已有類那里得到已有的特性。從已有的類產生新類的過程就是類的派生。在繼承過程中，原有的類或已經存在的用來派生新類的類稱為基類或父類，而由已經存在的類派生出的新類則稱為派生類或子類。從派生類的角度，根據它所擁有的基類數(shù)目不同，可以分為單繼承和多繼承。一個類只有一個直接基類時，稱為單繼承；而一個類同時有多個直接基類時，則稱為多繼承。從上面的描述可知，任何一個類都可以派生出一個新類，派生類也可以再派生出新類，因此，基類和派生類是相對而言的，一個基類可以是另一個基類的派生類，從而形成了復雜的繼承結構，出現(xiàn)了類的層次�；惻c派生類之間的關系如下：(1)基類是對派生類的抽象，派生類是對基類的具體化。基類抽取了它的派生類的公共特征，而派生類通過增加信息將抽象的基類變?yōu)槟撤N有用的類型，派生類是基類定義的延續(xù)。(2)派生類是基類的組合。多繼承可以看作是多個單繼承的簡單組合。(3)公有派生類的對象可以作為基類的對象處理。這一點與類聚集(成員對象)是不同的，在類聚集(成員對象)中，一個類的對象只能擁有作為其成員的其他類的對象，但不能作為其他類對象而使用。
2派生類的定義與構成定義派生類的一般格式如下：class＜派生類名＞：＜繼承方式1＞＜基類名1＞，
＜繼承方式2＞＜基類名2＞，
……，
＜繼承方式n＞＜基類名n＞｛＜派生類新定義成員＞｝；其中，＜基類名＞是已有的類的名稱，＜派生類名＞是繼承原有類的特性而生成的新類的名稱。單繼承時，只需定義一個基類；多繼承時，需同時定義多個基類。＜繼承方式＞即派生類的訪問控制方式，用于控制基類中聲明的成員在多大的范圍內能被派生類的用戶訪問。每一個繼承方式，只對緊隨其后的基類進行限定。繼承方式包括3種：公有繼承(public)、私有繼承(private)和保護繼承(protected)。如果不顯式地給出繼承方式，缺省的類繼承方式是私有繼承private。派生類新定義成員是指除了從基類繼承來的所有成員之外，新增加的數(shù)據成員和成員函數(shù)。在一個派生類中，其成員由兩部分構成：一部分是從基類繼承得到的，另一部分是自己定義的新成員，所有這些成員仍然分為公有(public)、私有(private)和保護(protected)三種訪問屬性。其中，從基類繼承下來的全部成員構成派生類的基類部分，這部分的私有成員是派生類不能直接訪問的，公有成員和保護成員則是派生類可以直接訪問的，但是它們在派生類中的訪問屬性將隨著派生類對基類的繼承方式而改變。派生類繼承了基類的全部數(shù)據成員和除了構造、析構函數(shù)之外的全部成員函數(shù)，但是這些成員在派生類中的訪問屬性在派生的過程中是可以調整的，繼承方式控制了基類中具有不同訪問屬性的成員在派生類中的訪問屬性�；惖某蓡T有公有(public)、保護(protected)和私有(private)三種訪問屬性，類的繼承方式也有公有繼承(public)、保護繼承(protected)和私有繼承(private)三種。不同的繼承方式，導致具有不同訪問屬性的基類成員在派生類中具有了新的訪問屬性。(1)基類中的私有成員在派生類中是隱藏的，只能在基類內部訪問。(2)派生類中的成員不能訪問基類中的私有成員，可以訪問基類中的公有成員和保護成員。此時派生類對基類中各成員的訪問能力與繼承方式無關，但繼承方式將影響基類成員在派生類中的訪問控制屬性，基類中公有成員和保護成員在派生類中的訪問控制屬性將隨著繼承方式而改變：派生類從基類公有繼承時，基類的公有成員和保護成員在派生類中仍然是公有成員和保護成員；派生類從基類私有繼承時，基類的公有成員和保護成員在派生類中都改變?yōu)樗接谐蓡T ；派生類從基類保護繼承時，基類的公有成員在派生類中改變?yōu)楸Ｗo成員，基類的保護成員在派生類中仍為保護成員。 【考點二】 派生類的構造函數(shù)和析構函數(shù)
1.派生類的數(shù)據成員由所有基類的數(shù)據成員與派生類新增的數(shù)據成員共同組成，如果派生類新增成員中包括其他類的對象(成員對象)，派生類的數(shù)據成員中實際上還間接包括了這些對象的數(shù)據成員。因此，構造派生類的對象時，必須對基類數(shù)據成員、新增成員對象的數(shù)據成員和新增的其他數(shù)據成員進行初始化。派生類的構造函數(shù)必須要以合適的初值作為參數(shù)，隱含調用基類和新增成員對象的構造函數(shù)，用以初始化它們各自的數(shù)據成員，然后再對新增的其他數(shù)據成員進行初始化。派生類構造函數(shù)的一般格式如下：＜派生類名＞：：＜派生類名＞(＜總參數(shù)表＞)：＜基類名1＞(參數(shù)表1)，……
＜基類名n＞(＜參數(shù)表n＞)，
＜成員對象名1＞(＜參數(shù)表n+1＞)，……，
＜成員對象名m＞(＜參數(shù)表n+m＞)｛＜派生類構造函數(shù)體＞｝派生類的構造函數(shù)名與類名相同。在構造函數(shù)的參數(shù)表中，給出了初始化基類數(shù)據、成員對象數(shù)據以及新增的其他數(shù)據成員所需要的全部參數(shù)。在參數(shù)表之后，列出需要使用參數(shù)進行初始化的基類名和成員對象名以及各自的參數(shù)名，各項之間使用逗號分隔。注意對基類成員和新增成員對象的初始化必須在成員初始化列表中進行。當派生類有多個基類時，處于同一層次的各個基類的構造函數(shù)的調用順序取決于定義派生類時聲明的順序(自左向右)，而與在派生類構造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無關。如果派生類的基類也是一個派生類，則每個派生類只需負責它的直接基類的構造，依次上溯。當派生類中有多個成員對象時，各個成員對象構造函數(shù)的調用順序也取決于在派生類中定義的順序(自上而下)，而與在派生類構造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無關。建立派生類對象時，構造函數(shù)的執(zhí)行順序如下：(1)執(zhí)行基類的構造函數(shù)，調用順序按照各個基類被繼承時聲明的順序(自左向右)；(2)執(zhí)行成員對象的構造函數(shù)，調用順序按照各個成員對象在類中聲明的順序(自上而下)；(3)執(zhí)行派生類的構造函數(shù)。派生類的構造函數(shù)只有在需要的時候才必須定義。派生類構造函數(shù)提供了將參數(shù)傳遞給基類構造函數(shù)的途徑，以保證在基類進行初始化時能夠獲得必要的數(shù)據。因此，如果基類的構造函數(shù)定義了一個或多個參數(shù)時，派生類必須定義構造函數(shù)。如果基類中定義了缺省構造函數(shù)或根本沒有定義任何一個構造函數(shù)(此時，由編譯器自動生成缺省構造函數(shù))時，在派生類構造函數(shù)的定義中可以省略對基類構造函數(shù)的調用，即省略"＜基類名＞(＜參數(shù)表＞)"。成員對象的情況與基類相同。當所有的基類和成員對象的構造函數(shù)都可以省略，并且也可以不在成員初始化列表中對其他數(shù)據成員進行初始化時，可以省略派生類構造函數(shù)的成員初始化列表。
2.派生類的析構函數(shù)與構造函數(shù)相同，派生類的析構函數(shù)在執(zhí)行過程中也要對基類和成員對象進行操作，但它的執(zhí)行過程與構造函數(shù)嚴格相反，即：(1)對派生類新增普通成員進行清理。(2)調用成員對象析構函數(shù)，對派生類新增的成員對象進行清理。(3)調用基類析構函數(shù)，對基類進行清理。派生類析構函數(shù)的定義與基類無關，與沒有繼承關系的類中的析構函數(shù)的定義完全相同。它只負責對新增普通成員的清理工作，系統(tǒng)會自己調用基類及成員對象的析構函數(shù)進行相應的清理工作。
