Unit 7— 第八章 继承与多态

Unit 7— 第八章 继承与多态8.1 继承与派生的概念 8.4 虚基类 （选读）

8.3 多重继承与派生类成员标识 ( 选读 ) 8.6 多态性与虚函数

8.5 派生类应用讨论 8.2 派生类的构造函数与析构函数

派生类构造函数的定义：派生类名 :: 派生类名（参数总表） : 基类名 1 （参数名表1 ）《，基类名 2 （参数名表 2 ），……，基类名 n （参数名表 n ）》，《成员对象名 1 （成员对象参数名表 1 ），……，成员对象名 m （成员对象参数名表 m ）》{ …… // 派生类新增或更新成员的初始化；}; 注意：（ 1 ）构造函数的声明中，冒号及冒号以后部分必须略去。（ 2 ）基类的构造函数尽管未被继承，但会被派生类构造函数所调用。这里的基类名仅指直接基类，写了更底层基类，编译报错。（ 3 ）参数总表中参数需有类型说明，而各参数名表中参数则无。

8.2 派生类的构造函数与析构函数

所列成员对象名均为新增的 ;指针型成员对象如何处理？

派生类构造函数执行过程： Step 1. 调用基类构造函数，按它们在派生类定义中的先后，顺序调用 ; Step 2. 调用成员对象的构造函数，按它们在类定义中声明的先后，顺序调用 ;Step 3. 派生类的构造函数体中的操作。

8.2 派生类的构造函数与析构函数

注意：（ 1 ）派生类构造函数中，只要不打算调用基类无参默认构造函数，都要显式给出基类名和参数表。（ 2 ）若基类没有定义构造函数，则派生类也可不定义，全部采用系统给定的默认构造函数。（ 3 ）若基类定义了带形参表的构造函数时，派生类就应当定义构造函数。

析构函数：1. 功能：派生类析构函数的功能依然用于善后。（ 1 ）只需在函数体内把派生类新增的一般成员处理好；（ 2 ）新增成员对象和基类的善后，由系统调用成员对象和基类的析构函数来完成。2. 执行：析构函数各部分执行次序与构造函数相反Step1. 对派生类新增一般成员善后；Step2. 对新增成员对象析构 ;Step3. 对基类对象析构。

8.2 派生类的构造函数与析构函数

【 H6_6】子女随父姓基类class father{protected:

string surname;// 姓string firstname;// 名int age;

public:father(string & surn,string & firn,int a){

cout<<"father 构造函数调用 "<<endl;surname=surn;firstname=firn;age=a;}

【 H6_6】子女随父姓基类father(){cout<<"father 默认构造函数调用 "<<endl;surname="";firstname="";}

~father(){cout<<"father 析构函数调用 "<<endl;}

string & getsurname(){return surname;}// 取得姓名void show(){cout<<surname<<firstname<<" 年龄 :"<<age;}

};

【 H6_6】子女随父姓 公有派生子女类class child:public father{private:

father myfather;// 成员对象public:

child(){cout<<"child 构造函数调用 "<<endl;}child(father& fa,string & na,int a):father(),myfather(fa){

cout<<"child 构造函数调用 "<<endl;surname=fa.getsurname();firstname=na;age=a; }

借助对象（外部）间接访问保护数据。可否内部直接访问基类的保护数据？怎么做？

【 H6_6】子女随父姓 公有派生子女类 ~child(){

cout<<"child 析构函数调用 "<<endl;}

void show(){cout<<" 姓名 :"; cout<<surname<<

firstname<<" 年龄 :"<<age;cout<<endl;cout<<" 父亲 :"; myfather.show();cout<<endl;

}};

【 H6_6】子女随父姓 测试int main(){

string fasurn1(" 欧阳 "),fafirn1(" 东海 ");string chfirn1(" 智超 ");father fa1(fasurn1,fafirn1,50);child ch1(fa1,chfirn1,23);cout<<" 子女信息结果 :"<<endl;ch1.show();return 0;

}

【 H6_6】子女随父姓 测试结果father 构造函数调用 father 默认构造函数调用

child 构造函数调用 子女信息结果 :姓名 : 欧阳智超 年龄 :23父亲 : 欧阳东海 年龄 :50child 析构函数调用 father 析构函数调用father 析构函数调用 father 析构函数调用

建立 fa1派生类调用基类默认构造函数

成员对象 myfather 构造，调用了系统默认的复制构造函数，未有显示派生类构造函数，建立 ch1

析构派生类对象 ch1析构 myfather 成员对象调用基类的析构函数析构 fa1

8.2 派生类的构造函数与析构函数 注意：（ 1 ）例中 string 类字符串用作 father 类的成员对象（聚合），字符数组的动态内存分配和释放封中在 string 的构造和析构函数中，使用方便。而采用动态建立 C 风格字符串，则要自己解决深复制问题。（ 2 ）提倡完善的类对象封装，不仅封装数据和对数据的操作，而且封装资源的动态分配与释放，形成一个完备的子系统，如 string 类字符串。（ 3 ）聚合（与组合）是一种完善的封装，因为借助成员对象将资源的动态分配与释放封装其内，大大简化了层次化的类派生体系中资源的动态分配与释放的操作，不必再考虑复杂的多层深复制。

在册人员

学生 (单继承 )教职工 (单继承 )兼职教师 ( 单继承 )

教师 (单继承 ) 行政人 员 ( 单继承 )工人 (单继承 ) 研究 生 ( 单继承 )

行政人 员兼教师 ( 多重继承 )在职研究生( 多 重 继承 )

研究生助教( 多重继承 )

图 8.3 大学在册人员继承关系

8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与类层次体系实例：

歧义性问题 :由于继承，基类及其派生类均具有编号”（ No ） 这一成员，标识符相同，那么该如何区分和访问呢？

解决手段：采用作用域分辨符“ ::”基类名 :: 成员名 ;// 数据成员基类名 :: 成员名（参数表） ; // 函数成员

图 8.4 在职研究生派生类关系

假定派生全部为公有派生，并且 No 全为公有成员， EGStudent 类对象 egstd1（外部）访问各 No 标识 :egstd1.No // 在职学号egstd1.GStudent::No //研究生号egstd1.GStudent.Student::No//学生号 egstd1.GStudent.Student.Person::No //身份证号egstd1.Employee::No //工作证号egstd1.Employee.Person::No //身份证号no=egstd1.Employee.Person::GetNo();

每个继承路线各数据分配了不同的内存空间，是不同的变量，即便它们逻辑上是一回事（如身份证）。

不能连续使用多个“ ::”

假定派生全部为公有派生，并且 No 全为保护成员， EGStudent 类内部访问各 No标识 :egstd1.No // 在职学号egstd1.GStudent::No //研究生号egstd1.GStudent.Student::No//学生号 egstd1.GStudent.Student.Person::No //身份证号egstd1.Employee::No //工作证号egstd1.Employee.Person::No //身份证号no=egstd1.Employee.Person::GetNo();

class EGStudent

int No在职学号………

class GStudent

int No研究生号 ……….

class Student

int No学生号 ……….

class Person

int No身份证号 ……….

class Employee

int No工作证号 ……….

class Person

int No身份证号 ……….

图 8.4 中的两个身份证号显然是不合理的。对此，可以把 Person 这个共同基类设置为虚基类，这样从不同路径继承来的 Person 类的同名数据成员（如身份证号）在内存中就是同一个数据。

8.4 虚基类（选读）

虚基类 (virtual base class) 定义：class 派生类名 :virtual 访问限定符 基类类名{...};或者，class 派生类名 : 访问限定符 virtual 基类类名{...};

8.4 虚基类（选读）派生类名 :: 派生类名 ( 参数总表 ): 基类名 1( 参数名表1) 《 , 基类名 2( 参数名表 2),……, 基类名 n( 参数名表n) 》 , 《成员对象名 1( 成员对象参数名表 1),……, 成员对象名 m( 成员对象参数名表 m) 》，底层虚基类名1( 参数名表 1) 《 ,……, 底层虚基类名 r( 参数名表r) 》 {……// 派生类新增或替换的成员的初始化}; 注意：在多层虚拟继承构造函数中，不仅要列出直接虚基类，还要列出间接的底层虚基类。

虚拟继承的构造函数：

因为派生类对象的新成员将无值可赋。

一、派生类与基类 赋值兼容规则：任何需要基类对象的地方都可以用公有派生类的对象来代替。包括以下情况：

8.5 派生类应用讨论

1. 派生类对象可以赋值给基类对象：这时是把派生类对象中由基类继承来的成员赋值给基类对象。反过来不行，为什么？2. 派生类对象取地址后赋给基类指针对象：只能通过这个指针访问派生类中由基类继承来的成员，不能访问派生类中的新成员。同样也不能反过来做。3. 派生类对象初始化基类的引用：引用是别名，但这个别名只包含派生类对象中的由基类继承来的成员。

psl链表类指针对象 ,Istack链栈对象

psl=&istack;psl=istack;

Person 和 Student 复制构造函数：例 8.5 赋值兼容规则与自定义复制构造函数

Person::Person(Person &ps){

IdPerson = ps.IdPerson;Name = ps.Name;Sex = ps.Sex;Birthday = ps.Birthday;HomeAddress = ps.HomeAddress;

}

Student::Student(Student &Std) : Person(Std){ // 按赋值兼容规则 Std 可为 Person实参

NoStudent=Std.NoStudent;for ( int i = 0;i<30;i++ ){

cs[i].coursename = Std.cs[i].coursename;cs[i].grade = Std.cs[i].grade;

}}

Person & Person::operator=(Person &ps){IdPerson=ps.IdPerson;Name=ps.Name;Sex=ps.Sex;Birthday=ps.Birthday;HomeAddress=ps.HomeAddress;return *this;

}

Student & Student::operator = (Student &Std){this->Person::operator = (Std); // 注意标准格式NoStudent=Std.NoStudent;for ( int i=0; i<30; i++){

cs[i].coursename=Std.cs[i].coursename;cs[i].grade=Std.cs[i].grade;

}return *this;

}

例 8.5 赋值兼容规则与自定义复制构造函数Person 和 Student 复制赋值操作符：

具体检验，参见课本！

二、继承与聚合派生类通过继承可以使用基类的成员；要获得类似的效果，也可以把一个类的对象作为新类的对象成员，即聚合。1. 概念 B 类中包含 A 类指针对象，称为聚合，而 B 类中包含 A 类对象，称为组合，可简单地统称为聚合。2. 聚合与继承比较（ 1 ）派生类对基类只能直接继承一次，否则，即便使用域分辨符成员名也无法区分；而聚合类中安排多个成员对象也不出现该困惑。（ 2 ）成员对象体现了封装更深层的内涵：在派生类和它的基类中最好不要有内存的动态分配；动态分配和释放应该封装在成员对象（构造和析构）中，该成员对象中也提供深复制。如同类 string ，程序员可以放心使用。（ 3 ）继承结合虚函数可以实现运行时多态性，聚合做不到。

8.5 派生类应用讨论

聚合类并不能直接访问被聚合类的保护成员，派生则可直接访问基类保护成员！

8.6 多态性与虚函数多态性： 多态性是面向对象程序设计最显著、最核心的技术之一，可以实现同名操作（函数）的多义性（不同功能），提高代码复用性。 C++ 中有两种多态性 ：编译时多态性

运行时多态性 （ 1 ）派生体系中成员函数名和参数表都相同，使得编译时无法确定该调用哪个函数，必须在程序执行过程中动态确定；（ 2 ）通过类继承关系和虚函数来实现。

通过函数和运算符的重载实现，函数同名，参数表不同。

8.6.1 虚函数的定义

8.6.4 动态绑定 （选读）

8.6.2 纯虚函数 8.6.3 继承与多态的应用—单链表派生类（选读）

8.6 多态性与虚函数