C++課件第十一章繼承和派生類

C++課件第十一章繼承和派生類掌握繼承和派生類的基本概念和應(yīng)用，對于理解和設(shè)計面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計有重要意義。類的層次結(jié)構(gòu)C++類可以形成層次結(jié)構(gòu)子類可以繼承基類的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。類的繼承關(guān)系就像家族關(guān)系基類是父親，派生類是兒子。一個類可以有多個子類。建立類的層次結(jié)構(gòu)有助于程序設(shè)計的模塊化子類從基類繼承了部分接口和實現(xiàn)?？梢灾赜没惖拇a，減少代碼冗余。繼承和派生類的區(qū)別繼承子類是對基類的擴展，沒有獨立的意義。派生子類在基類的基礎(chǔ)上，添加新的數(shù)據(jù)成員或成員函數(shù)，形成新的類。公有繼承基類中的公有成員和保護成員都被子類繼承，子類對象可以直接訪問。私有繼承基類中的公有成員和保護成員都被子類繼承，但在子類中不能直接訪問基類的成員。派生類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)1派生類的構(gòu)造函數(shù)可以調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，也可以不調(diào)用。如果不調(diào)用，編譯器會自動生成一個無參構(gòu)造函數(shù)。2派生類的析構(gòu)函數(shù)會自動調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。如果基類的析構(gòu)函數(shù)是虛函數(shù)，就可以實現(xiàn)多態(tài)。3在構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中，基類和派生類的對象的構(gòu)造和析構(gòu)順序先構(gòu)造基類對象，再構(gòu)造派生類對象。析構(gòu)的順序與構(gòu)造相反。虛函數(shù)和多態(tài)性虛函數(shù)在基類中定義一個虛函數(shù)，在派生類中重新定義這個函數(shù)。運行時多態(tài)性一個指向派生類對象的基類指針可以調(diào)用派生類的虛函數(shù)，實現(xiàn)多態(tài)。增強了代碼的靈活性。靜態(tài)多態(tài)性編譯期間就決定了調(diào)用哪個函數(shù)。如函數(shù)重載等。抽象類和純虛函數(shù)抽象類有虛函數(shù)的類，但是不能創(chuàng)建對象。類似于一個接口，定義了規(guī)范，由派生類實現(xiàn)。純虛函數(shù)在基類中聲明，但沒有函數(shù)體。派生類必須要實現(xiàn)這個函數(shù)才能創(chuàng)建對象。抽象類和純虛函數(shù)實現(xiàn)了多態(tài)性讓編寫的代碼更靈活、可維護和可擴展。多重繼承和菱形繼承多重繼承派生類同時繼承多個基類的屬性和方法，增強了代碼的復(fù)用度。菱形繼承多個派生類繼承同一個類，在派生類中定義這個類的對象，容易產(chǎn)生沖突。解決辦法是使用虛繼承，讓編譯器保存一個共享基類的單一副本。繼承的應(yīng)用可以通過多重繼承實現(xiàn)多種功能的組合。面向?qū)ο笤O(shè)計中的繼承和派生類1類的設(shè)計要從整體上考慮，做到高內(nèi)聚、低耦合。2繼承和派生類是面向?qū)ο笤O(shè)計中最基本的概念，可以實現(xiàn)代碼復(fù)用、可維護、擴展性和可重用的優(yōu)點。3設(shè)計模式對于不同的設(shè)計場景，有不同的設(shè)計模式可以選擇。繼承和派生類的應(yīng)用舉例繼承和派生類車可以繼承自交通工具，汽車可以繼承車，跑車可以繼承汽車。每個派生類都添加了新的屬性和方法。設(shè)計模式制作面包、蛋糕和餅干都是可以用繼承的方式進行設(shè)計，采用抽象類+派生類，模板模式和工廠模式等設(shè)計模式。繼承的應(yīng)用之一：機器人設(shè)計可以從機械臂、電子、傳感器等多個方面進行繼承和復(fù)用，提高機器人的實用性和效率。繼承和派生類的維護和擴展1維護和擴展的方法通過添加新的派生類和修改派生類來達到維護和擴展的目的。2代碼的復(fù)用可以通過模板方法、組合模式、適配器模式、裝飾器模式、代理模式等方式，進一步優(yōu)化和提高代碼的可維護