第6章 類的繼承

1、C+程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)第6章 類的繼承 第第6 6章章 類的繼承類的繼承 繼承(Inheritance)是C+語(yǔ)言的重要機(jī)制，是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的三個(gè)基本特征之一。繼承允許程序在已有類的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，是一種重要的代碼復(fù)用手段。繼承反映了類與類之間的一種層次關(guān)系，更是現(xiàn)實(shí)世界中事物之間存在的復(fù)雜聯(lián)系的體現(xiàn)。繼承也體現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)事物由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程和思考問(wèn)題的方法。 本章著重學(xué)習(xí)繼承這一面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的重要概念，以及在C+語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)繼承的相關(guān)技術(shù)。6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承 6.26.2 派生類派生類 6.3 6.3 派生類的構(gòu)造與析構(gòu)派生類的構(gòu)造與析構(gòu)6.4 6.4

2、 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類 6.56.5 案例實(shí)訓(xùn)案例實(shí)訓(xùn) 第第6 6章章 類的繼承類的繼承6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承 類的繼承機(jī)制是指類可以在已定義類的基礎(chǔ)上派生出新類，新類將擁有原有類的數(shù)據(jù)和函數(shù)，并且可以增添新的數(shù)據(jù)和函數(shù)成員，或者對(duì)原有類中的成員進(jìn)行更新。 在面向?qū)ο缶幊讨?，原有類被稱為基類在面向?qū)ο缶幊讨?，原有類被稱為基類(Base (Base Class)Class)或父類或父類(Super Class)(Super Class)，新產(chǎn)生的類被稱為派生，新產(chǎn)生的類被稱為派生類類(Derived Class)(Derived Class)或子類或子類(S

3、ub Class)(Sub Class)。 例如，由學(xué)生類可以派生出中學(xué)生類、大學(xué)生類和研究生類。由交通工具類可派生出汽車類、輪船類和飛機(jī)類，而汽車類又可充當(dāng)客車類和卡車類的基類。 類的繼承有兩種方式：?jiǎn)卫^承和多重繼承。類的繼承有兩種方式：?jiǎn)卫^承和多重繼承。單繼承的派生類有且僅有一個(gè)直接基類，如圖6-1中的飛機(jī)類是單繼承于交通工具類，戰(zhàn)斗機(jī)類則是單繼承于飛機(jī)類。在單繼承中，可以視派生類是基類的特例。 多重繼承的派生類具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的直接基類，如圖6-1中的水陸兩用車類繼承于客車類和客船類。在多重繼承中，派生類是從多個(gè)基類派生而來(lái)，是一個(gè)具有多個(gè)基類特征的復(fù)合體，就像雜交水稻具有不同稻種特性

4、一樣。6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承圖6-1 類的單繼承和多重繼承 6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承 繼承與組合都屬于面向?qū)ο蟮拇a復(fù)用技術(shù)。繼承和組合既有區(qū)別，也有聯(lián)系。在一些復(fù)雜的類的設(shè)計(jì)中，二者經(jīng)常是一起使用。在某些情況下，繼承和組合的實(shí)現(xiàn)方法還可以互換。例如，圓(Circle)類的設(shè)計(jì)，其圓心用點(diǎn)(Point)類來(lái)描述，此時(shí)，即可以以Point類為父類設(shè)計(jì)Circle類，使其擁有圓心坐標(biāo)，也可以在Circle類中用Point類定義數(shù)據(jù)成員center。代碼框架如下：class Point /點(diǎn)類priva

5、te:double x, y;public:.;class Circle /組合private:double radius;double radius;public:.;class Circle : public Point /繼承private:Point center;public:.6.1 6.1 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊汤^承繼承6.2 6.2 派生類派生類 派生類繼承了基類的數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員。C+支持3種繼承方式，不同的繼承方式?jīng)Q定了基類中成員被派生類繼承后的可見(jiàn)性。派生類中可以重定義基類中的同名成員函數(shù)。派生類與基類屬于同一類族，它們之間存在賦值兼容問(wèn)題。 本節(jié)主要介紹派生類的定義

6、、繼承方式、成員函數(shù)覆蓋和賦值兼容等基礎(chǔ)知識(shí)。6.2 6.2 派生類派生類6.2.1 派生類的定義定義派生類的一般格式如下：定義派生類的一般格式如下：class : , ., ;其中：l 與類的定義相似，用關(guān)鍵字class標(biāo)明是類定義。區(qū)別在于派生類名后(用冒號(hào)分隔)列出所繼承的基類。對(duì)于單繼承只有一個(gè)基類，而多重繼承則有多個(gè)基類，它們之間用逗號(hào)分隔。l 繼承方式有3種：公有繼承(public)、私有繼承(private)和保護(hù)繼承(protected)。不指明繼承方式等同于私有繼承。l 派生類中的成員包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。與普通類相同，派生類中數(shù)據(jù)成員的訪問(wèn)控制限定通常是私有的，成員函數(shù)是

7、公有的。6.2 6.2 派生類派生類【例6-1】派生類定義與派生類對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。 6.2 6.2 派生類派生類跟蹤與觀察：(1)從前面的知識(shí)可知，對(duì)象在邏輯上數(shù)據(jù)成員與函數(shù)成員具有封裝性，但在物理上其實(shí)是存儲(chǔ)在內(nèi)存的不同區(qū)域(堆棧區(qū)和代碼區(qū))。 從圖6-2(a)可見(jiàn)，派生類對(duì)象derivedObj的數(shù)據(jù)部分含有兩部分?jǐn)?shù)據(jù)BaseClass和derivedData(其值為600)，展開(kāi)BaseClass項(xiàng)，其中含有baseData(其值為500)。 對(duì)象derivedObj自動(dòng)包含了基類部分，并且派生類的構(gòu)造函數(shù)通過(guò)調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)將500賦給了baseData。(2)從圖6-2

8、(b)可見(jiàn)，派生類對(duì)象derivedObj繼承了基類的公有函數(shù)show，DerivedClass:show的值是0 x010a14b0 BaseClass:show(void)，與BaseClass:show完全相同。 6.2 6.2 派生類派生類 ( b)圖6-2 派生類對(duì)象擁有的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù) 派生類繼承基類的成員函數(shù)也是自動(dòng)的，系統(tǒng)自動(dòng)將基類的成員函數(shù)show當(dāng)成派生類的成員函數(shù)show，但實(shí)際上兩者都是同一個(gè)函數(shù)void BaseClass:show(void)。6.2 6.2 派生類派生類 C+中下列特殊的成員函數(shù)不被派生類所繼承： 構(gòu)造函數(shù)；析構(gòu)函數(shù)；私有函數(shù)；賦值運(yùn)算符(=)

9、重載函數(shù)。 構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和賦值運(yùn)算符重載函數(shù)不被繼承的主要原因是基類的對(duì)應(yīng)函數(shù)不能處理在派生類引入的新的數(shù)據(jù)成員，不能完全正確地完成相應(yīng)的功能(只能正確地處理基類的數(shù)據(jù)成員)。因而，派生類對(duì)象在調(diào)用這些函數(shù)時(shí)會(huì)首先調(diào)用基類的對(duì)應(yīng)函數(shù)。6.2 6.2 派生類派生類在派生類設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意下面幾點(diǎn)：l 派生類吸收基類成員。派生類繼承吸收了基類的全部數(shù)據(jù)成員以及除了構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、賦值和私有函數(shù)之外的全部函數(shù)成員。l 派生類修改基類成員。對(duì)繼承到派生類中基類成員的修改包括兩個(gè)方面：一是基類成員的訪問(wèn)方式問(wèn)題，這由派生類定義時(shí)的繼承方式來(lái)控制；二是對(duì)基類成員的覆蓋，也就是在派生類中定義了與基

10、類中同名的數(shù)據(jù)成員或成員函數(shù)，由于作用域不同，于是發(fā)生同名覆蓋(Override)，基類中的成員就被替換成派生類中的同名成員。l 派生類增添新成員。在派生類中，除了從基類中繼承過(guò)來(lái)的成員外，還可以根據(jù)需要在派生類中添加新的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)必要的新功能。在派生類中添加新成員是繼承和派生機(jī)制的核心，它保證了派生類是基類的擴(kuò)展。6.2 6.2 派生類派生類6.2.2 繼承方式與訪問(wèn)控制l 在類的定義中，用訪問(wèn)控制符private、protected和public說(shuō)明成員的可見(jiàn)性。公有成員能被任何函數(shù)所訪問(wèn)，而私有和保護(hù)成員僅能接受類的成員函數(shù)和類的友元(包括友元函數(shù)和友元類)的訪問(wèn)。派生

11、類繼承于基類，那么基類成員對(duì)派生類函數(shù)的可見(jiàn)性如何呢？l 派生類在定義時(shí)需要指定繼承方式，所使用的關(guān)鍵字也是private、protected和public，它們分別對(duì)應(yīng)私有繼承、保護(hù)繼承和公有繼承3種方式。不同的繼承方式?jīng)Q定了基類中的成員在派生類中的可見(jiàn)性，表6-1列出了3種繼承方式在派生類中影響基類成員的可見(jiàn)性和訪問(wèn)控制屬性的情況。6.2 6.2 派生類派生類表6-1 派生類對(duì)基類成員的訪問(wèn)能力 基類成員繼承方式privateprotectedpublicprivate不可訪問(wèn)可訪問(wèn)/私有成員可訪問(wèn)/私有成員protected不可訪問(wèn)可訪問(wèn)/保護(hù)成員可訪問(wèn)/保護(hù)成員public不可訪問(wèn)可訪

12、問(wèn)/保護(hù)成員可訪問(wèn)/公有成員6.2 6.2 派生類派生類l 表6-1中的“不可訪問(wèn)”和“可訪問(wèn)”表示在派生類中訪問(wèn)基類成員的能力?！八接谐蓡T”、“保護(hù)成員”和“公有成員”表示基類成員在派生類中訪問(wèn)控制屬性變化情況。l 例如，基類是public的成員采用private繼承方式時(shí)，表中相應(yīng)項(xiàng)為“可訪問(wèn)/私有成員”，表示在派生類中可直接訪問(wèn)基類的公有成員，但該成員在派生類中其訪問(wèn)控制屬性已被改為是私有成員，因此從派生類對(duì)象外不可直接訪問(wèn)基類的公有成員(從基類對(duì)象外可以直接訪問(wèn))。派生類中基類成員訪問(wèn)控制屬性的改變直接影響到基類成員在派生類對(duì)象外的訪問(wèn)能力。6.2 6.2 派生類派生類從縱向觀察表6-

13、1可知：l 基類的私有成員無(wú)論采用怎樣的繼承方式，它在派生類中均不可訪問(wèn)，也不存在訪問(wèn)控制屬性改變的問(wèn)題?；愔械乃接谐蓡T只能通過(guò)保護(hù)或公有的函數(shù)訪問(wèn)。l 基類的保護(hù)成員在派生類中所有的繼承方式均可直接訪問(wèn)，不過(guò)私有繼承方式會(huì)把基類訪問(wèn)控制屬性是保護(hù)成員的轉(zhuǎn)換為派生類中的私有成員，而保護(hù)和公有繼承方式依然保持其為保護(hù)成員的訪問(wèn)控制屬性。l 基類的公有成員在派生類中也是可直接訪問(wèn)的，派生類中基類成員的訪問(wèn)控制屬性均隨繼承方式而改變。從橫向觀察表6-1可知，3種繼承方式都不改變從派生類訪問(wèn)基類成員的能力，但私有和保護(hù)繼承方式均會(huì)改變基類成員在派生類中的訪問(wèn)控制屬性，而只有公有繼承方式保持基類成員的

14、訪問(wèn)控制屬性在派生類中不變。在應(yīng)用中，公有繼承方式絕對(duì)是主流的派生方式，其他兩種方式使用較少。6.2 6.2 派生類派生類 如果對(duì)private、protected、public這3個(gè)關(guān)鍵字的訪問(wèn)控制能力按從高到低的順序排序，則private最高，protected次之，而public最低。派生類中，基類成員的訪問(wèn)控制屬性改變與否其實(shí)遵守如下準(zhǔn)則：“強(qiáng)者優(yōu)先”，即由基類成員在基類中的訪問(wèn)控制符和派生類在繼承基類時(shí)所使用的繼承方式符(兩者中的“強(qiáng)者”)決定其在派生類中的訪問(wèn)控制屬性?！纠?-2】3種繼承方式對(duì)訪問(wèn)控制能力的影響示例。 6.2 6.2 派生類派生類程序說(shuō)明：l 程序中定義了Base

15、基類，其中含有私有的數(shù)據(jù)privateData和函數(shù)privateFunction，受保護(hù)的數(shù)據(jù)protectedData和函數(shù)protectedFunction，公有的數(shù)據(jù)publicData和函數(shù)publicFunction、show和構(gòu)造函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，分別用3種繼承方式定義了派生類privateDerived、protedtedDerived和publicDerived。3個(gè)派生類的結(jié)構(gòu)十分相似，除構(gòu)造函數(shù)外，callBaseFunction函數(shù)調(diào)用Base類的4個(gè)成員函數(shù)。privateFunction在3個(gè)派生類中均不能被調(diào)用，而其他函數(shù)都可以。l 在程序的主函數(shù)中，定義了3個(gè)派

16、生類的對(duì)象，并試圖通過(guò)這些對(duì)象調(diào)用基類的4個(gè)成員函數(shù)(privateFunction、protectedFunction、publicFunction和show)，但僅有公有派生對(duì)象publicDerivedObj能調(diào)用公有函數(shù)publicFunction和show。 6.2 6.2 派生類派生類6.2.3 成員函數(shù)的同名覆蓋與隱藏l 改造基類成員函數(shù)是派生類在基類上擴(kuò)展功能的重要手段之一。在派生類中重新定義基類的同名成員函數(shù)后，基類中的同名成員函數(shù)將被同名覆蓋(Override)或隱藏(Hide)。l 派生類中重定義的同名成員函數(shù)的函數(shù)簽名決定了基類中的成員函數(shù)是被同名覆蓋還是被隱藏。l 同

17、名覆蓋是由于派生類與基類的同名成員函數(shù)的函數(shù)簽名相同，派生類對(duì)象在調(diào)用同名成員函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用派生類的同名成員函數(shù)，而基類的相應(yīng)函數(shù)被遮蓋。l 隱藏是由于派生類與基類的同名成員函數(shù)的函數(shù)簽名不同(即函數(shù)名相同而形參不同)，派生類對(duì)象在調(diào)用同名成員函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)只在派生類中查找，不再深入到基類。派生類的同名成員函數(shù)阻止了對(duì)基類中同名函數(shù)的訪問(wèn)。6.2 6.2 派生類派生類編譯器調(diào)用類的成員函數(shù)的方法是：根據(jù)函數(shù)名(不是函數(shù)簽名)沿著類的繼承鏈逐級(jí)向上查找相匹配的函數(shù)定義。如果在類層次結(jié)構(gòu)的某個(gè)類中找到了同名的成員函數(shù)，則停止查找，否則沿著繼承鏈向上繼續(xù)查找。派生中的同名函數(shù)阻止編譯器到其基類繼續(xù)查

18、找，這就是出現(xiàn)同名覆蓋和隱藏現(xiàn)象的原因。 l 從成員函數(shù)調(diào)用的查找方法可知，同名覆蓋和隱藏基類函數(shù)的原因是由于編譯器在派生類中遇到同名函數(shù)后不再到基類中繼續(xù)查找。然而，在派生類中可利用作用域標(biāo)識(shí)符(:)直接調(diào)用基類的同名成員函數(shù)，方式如下：l .:6.2 6.2 派生類派生類【例6-3】派生類中成員函數(shù)的同名覆蓋、隱藏和重載示例。6.2 6.2 派生類派生類6.2.4 派生類與基類的賦值兼容 由于派生類中包含從基類繼承的成員，因此在任何需要基類對(duì)象的地方都可以用公有派生類的對(duì)象來(lái)代替。派生類對(duì)象向基類對(duì)象、指針或引用賦值滿足以下兼容規(guī)則：l 派生類對(duì)象可以賦值給基類對(duì)象，它是把派生類對(duì)象中從對(duì)

19、應(yīng)基類中繼承來(lái)的成員賦值給基類對(duì)象。l 派生類對(duì)象的地址可以賦給指向基類的指針變量，即基類指針可以指向派生類對(duì)象。但通過(guò)該指針只能訪問(wèn)派生類中從基類繼承的成員，不能訪問(wèn)派生類中的新增成員。l 派生類對(duì)象可以代替基類對(duì)象向基類對(duì)象的引用進(jìn)行賦值或初始化。但它只能引用包含在派生類對(duì)象中基類部分的成員。6.2 6.2 派生類派生類 在對(duì)基類對(duì)象進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換或增添成員函數(shù)后，基類對(duì)象能向派生類對(duì)象、指針或引用賦值。由于從基類轉(zhuǎn)換來(lái)的派生類對(duì)象缺少派生類中新增的數(shù)據(jù)成員，因而訪問(wèn)指向基類對(duì)象的派生類指針(或引用)是不安全的。 下面列出兩種轉(zhuǎn)換方法。 (1)在派生類中定義正確的轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)或賦值運(yùn)算符重

20、載函數(shù)，則能確保將基類對(duì)象賦給派生類對(duì)象語(yǔ)句通過(guò)編譯。此時(shí)，派生類對(duì)象中數(shù)據(jù)成員的內(nèi)容與所定義的構(gòu)造函數(shù)或賦值運(yùn)算符重載函數(shù)相關(guān)。6.2 6.2 派生類派生類(2)用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符轉(zhuǎn)換基類對(duì)象為派生類對(duì)象并賦給派生類指針或引用，格式如下： = static_cast(&); & = static_cast();l 其中static_cast運(yùn)算符的使用格式為static_cast()，功能是把轉(zhuǎn)換為的類型。用static_cast運(yùn)算符能實(shí)現(xiàn)類層次結(jié)構(gòu)中基類(父類)和派生類(子類)之間指針或引用的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換分為“上行”和“下行”兩種。l 注意：將強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換后的基類對(duì)象

21、賦值給派生類的指針或引用，由于缺少派生類的成員，可能會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。6.2 6.2 派生類派生類【例6-4】設(shè)計(jì)Person類和其派生類Student類,驗(yàn)證賦值兼容規(guī)則。 6.2 6.2 派生類派生類(1)在程序中，Student類是Person類的派生類，它在基類數(shù)據(jù)成員的基礎(chǔ)上增加了學(xué)號(hào)和入學(xué)成績(jī)數(shù)據(jù)成員。類中showInfo成員函數(shù)用于顯示對(duì)象中的數(shù)據(jù)。(2)主函數(shù)的最后一條語(yǔ)句studentPtr=&personObj;在編譯時(shí)出錯(cuò)。錯(cuò)誤信息為：error C2440:“=”: 無(wú)法從“Person *”轉(zhuǎn)換為“Student *”。說(shuō)明基類對(duì)象地址直接賦給派生類指針不支持。

22、如果改為studentPtr = static_cast(&personObj);，則能通過(guò)編譯。 (3)displayPersonInfo函數(shù)的形參為Person類的引用類型，在主程序中分別將基類對(duì)象personObj和派生類對(duì)象studentObj傳遞給該函數(shù)，運(yùn)行結(jié)果顯示其只能調(diào)用基類中的成員函數(shù)showInfo，均只能見(jiàn)到Person類的部分?jǐn)?shù)據(jù)。(4)personObj=studentObj;語(yǔ)句的結(jié)果是personObj中數(shù)據(jù)成員的值和studentObj中基類部分?jǐn)?shù)據(jù)成員的值完全相同。 6.3 6.3 派生類的構(gòu)造與析構(gòu)派生類的構(gòu)造與析構(gòu) 在派生類對(duì)象中，數(shù)據(jù)成員分為兩類

23、：一類是繼承于基類的數(shù)據(jù)成員；另一類是新添加的數(shù)據(jù)成員，包含其他類的成員對(duì)象。派生類對(duì)象中數(shù)據(jù)成員繼承了基類數(shù)據(jù)，因而構(gòu)造函數(shù)需要負(fù)責(zé)它們的初始化，派生類構(gòu)造函數(shù)的定義格式如下：派生類名() : 基類名1(),., 基類名m(),成員對(duì)象名1(),.,成員對(duì)象名n() ;6.3 6.3 派生類的構(gòu)造與析構(gòu)派生類的構(gòu)造與析構(gòu)其中：(1)基類名1(), ., 基類名m()為基類成員的初始化表，成員對(duì)象名1(), ., 成員對(duì)象名n()為成員對(duì)象初始化表。派生類中新增的類型為基本類型的數(shù)據(jù)成員也可采用成員對(duì)象的方式進(jìn)行初始化。(2)派生類構(gòu)造函數(shù)中所列出的基類名i()，在基類中需要有相匹配的構(gòu)造函數(shù)

24、。中包含其所有基類、成員對(duì)象和新增成員初始化所需的參數(shù)。(3)冒號(hào)后面的基類名和對(duì)象名之間用逗號(hào)分隔，其順序沒(méi)有嚴(yán)格的限制。l 在創(chuàng)建派生類對(duì)象時(shí)，構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序?yàn)椋?按照在派生類定義時(shí)的先后次序調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)。 按照在類定義中排列的先后順序依次調(diào)用成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)。 執(zhí)行派生類構(gòu)造函數(shù)中的操作。l 派生類對(duì)象在撤消時(shí)是按照構(gòu)造函數(shù)調(diào)用相反的次序調(diào)用類的析構(gòu)函數(shù)。首先調(diào)用派生類析構(gòu)函數(shù)，清除派生類中新增的數(shù)據(jù)成員；其次調(diào)用成員對(duì)象析構(gòu)函數(shù)，清除派生類對(duì)象中的成員對(duì)象；最后調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，清除從基類繼承來(lái)的數(shù)據(jù)成員。6.3 6.3 派生類的構(gòu)造與析構(gòu)派生類的構(gòu)造與析構(gòu)【例6-5】設(shè)計(jì)

25、Teacher類，它繼承于Person類并組合了Date類。演示派生類對(duì)象在構(gòu)造和析構(gòu)時(shí)，基類和成員對(duì)象構(gòu)造與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用情況。程序說(shuō)明：l 從程序運(yùn)行結(jié)果可見(jiàn)，雖然在Teacher派生類構(gòu)造函數(shù)定義中成員對(duì)象(dateOfWork)聲明在基類(Person)前，但依然是基類構(gòu)造函數(shù)先被執(zhí)行。此外，運(yùn)行結(jié)果顯示析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用次序正好與構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序相反。l 派生類構(gòu)造Teacher(char *n, bool s, int y, int m, int d, int en, char *pt)的總參數(shù)表中參數(shù)的包括基類構(gòu)造函數(shù)Person(char *n, bool s)和成員對(duì)象構(gòu)造函數(shù)D

26、ate(int y, int m, int d)的參數(shù)。l 在派生類構(gòu)造函數(shù)定義中，基類Person的聲明格式是Person(n, s)，用Date類定義的成員對(duì)象dateOfWork的聲明格式是dateOfWork(y, m, d)。6.3 6.3 派生類的構(gòu)造與析構(gòu)派生類的構(gòu)造與析構(gòu) C+支持從兩個(gè)及以上基類共同派生出新的派生類， 這 種 繼 承 結(jié) 構(gòu) 被 稱 為 多 重 繼 承 ( M u l t i p l e Inheritance)或多繼承。多重繼承能方便地描述事物的多種特征，能方便地支持代碼復(fù)用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰的優(yōu)點(diǎn)。 6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類 6.4

27、 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類6.4.1 多重繼承 多重繼承的派生類繼承于多個(gè)基類，在派生類定義時(shí)，多個(gè)基類之間用逗號(hào)分隔。派生類對(duì)象初始化時(shí)，將首先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，其調(diào)用順序是參照定義中的次序，如： class C : public A, public B public: C() : B(), A() cout Call C Constructor! endl; ; 基類A的構(gòu)造函數(shù)先調(diào)用，盡管在構(gòu)造函數(shù)聲明中基類B的構(gòu)造函數(shù)在基類A的前面。 6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類 由于多重繼承的基類不止一個(gè)，而不同的類其數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)有可能同名，此時(shí)派生類繼承

28、了不同基類的同名成員，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法訪問(wèn)的二義性問(wèn)題?！纠?-6】手機(jī)類和MP4播放器類為基類定義音樂(lè)手機(jī)類，并測(cè)試。 6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類程序說(shuō)明：l MobilePhone類和MusicPlayer類均擁有show成員函數(shù)，在派生類中訪問(wèn)show函數(shù)必須的指明是屬于哪個(gè)基類的成員函數(shù)，方法是MobilePhone:show();，其中“:”是作用域標(biāo)識(shí)符。l 語(yǔ)句myObj.show();在編譯時(shí)出錯(cuò)，所報(bào)錯(cuò)誤為：對(duì)“show”的訪問(wèn)不明確。如果將改語(yǔ)句為myObj.MusicPlayer:show();，則能通過(guò)編譯。6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基

29、類6.4.2 虛基類 在例程6-6中，手機(jī)類和播放器類均含有商標(biāo)和價(jià)格數(shù)據(jù)成員，并且在派生類中包含了兩份同樣的數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)不僅浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，而且會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)更新的一致性問(wèn)題。例如，若音樂(lè)手機(jī)降價(jià)了，則需要同時(shí)修改兩處price私有數(shù)據(jù)。一種比較自然的設(shè)計(jì)方法是定義一個(gè)商品類，其中包含商標(biāo)和價(jià)格數(shù)據(jù)，而手機(jī)類和播放器類分別繼承于商品類。派生類的層次結(jié)構(gòu)如圖所示。6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類l 在多重繼承的類繼承層次結(jié)構(gòu)中，繼承于兩個(gè)不同基類的派生類，由于其基類又派生于同一個(gè)基類(不一定是直接基類)，故可能出現(xiàn)如圖6-5所示的“鉆石繼承”(又稱菱形繼承)情況。此時(shí)商品類中的數(shù)據(jù)

30、成員(如價(jià)格price)分別被其派生類手機(jī)類和播放器類所繼承，而音樂(lè)手機(jī)類又多重繼承于手機(jī)類和播放器類，因此，商品類的數(shù)據(jù)成員price分別通過(guò)手機(jī)類和播放器類派生給音樂(lè)手機(jī)類，同樣的數(shù)據(jù)成員在音樂(lè)手機(jī)派生類對(duì)象中將出現(xiàn)兩個(gè)，并且存儲(chǔ)地址也不相同。這樣不僅浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，而且還會(huì)因?yàn)樾枰S護(hù)數(shù)據(jù)的一致性增加額外的開(kāi)銷。l 下面的示例說(shuō)明了多重繼承可能引發(fā)“鉆石繼承”問(wèn)題?！纠?-7】多重繼承中存在的“鉆石繼承”和數(shù)據(jù)同步問(wèn)題示例。 6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類l 跟蹤與觀察：(1) 主函數(shù)中執(zhí)行了myObj.MusicPlayer:setPrice(500);，使得繼承于Mu

31、sicPlayer的price數(shù)據(jù)的值為500，因而運(yùn)行結(jié)果顯示出1800和500兩個(gè)不同的價(jià)格。(2) 從圖6-6可知，基類繼承來(lái)的數(shù)據(jù)成員name和price在音樂(lè)手機(jī)派生類對(duì)象myObj中分別存儲(chǔ)了兩份，其中，從MobilePhone類繼承的name成員的存儲(chǔ)地址為0 x002ff85c，price成員的存儲(chǔ)地址為0 x002ff87c，而從MusicPlayer類繼承的name成員的存儲(chǔ)地址為0 x002ff8a0，price成員的存儲(chǔ)地址為0 x002ff8c0，并且兩個(gè)price成員的值不相同。6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類l 多重繼承中存在的鉆石繼承結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致基

32、類的數(shù)據(jù)成員在派生類對(duì)象中重復(fù)出現(xiàn)。為解決多重繼承在路徑匯聚點(diǎn)上的派生類因從不同路徑繼承了某個(gè)基類多次而產(chǎn)生重復(fù)繼承的問(wèn)題，C+語(yǔ)言通過(guò)引入虛基類(Virtual Base Class)來(lái)支持派生類對(duì)象在內(nèi)存中僅有基類數(shù)據(jù)成員的一份拷貝，以消除鉆石繼承所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)問(wèn)題。l 虛基類定義的語(yǔ)法非常簡(jiǎn)單，只需用virtual限定符在派生類定義時(shí)將基類的繼承方式聲明為虛擬的即可。例如： class MobilePhone : virtual public Merchandise . 其中virtual和public關(guān)鍵字的次序可任意。6.4 6.4 多重繼承與虛基類多重繼承與虛基類 下面的程序是在例6-7的基礎(chǔ)上，通過(guò)定義虛基類解決派生類對(duì)象中基類數(shù)據(jù)成員重復(fù)存儲(chǔ)的問(wèn)題。 【例6-8】用虛基類解決“