第1周windows編程基礎(chǔ)12講從到2 c

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Master游戲修改工具第2講從C到C++(2)中科天地軟件人才培訓(xùn)中心Created

by本講重點(diǎn)提要繼承與派生多態(tài)性繼承與派生類(lèi)描述了一組有相同特性（數(shù)據(jù)元素）和相同行為（函數(shù)）的對(duì)象。類(lèi)實(shí)際上就是數(shù)據(jù)類(lèi)型，例如，浮點(diǎn)數(shù)也有一組特性和行為。區(qū)別在于程序員定義類(lèi)是為了與具體問(wèn)題相適應(yīng)，而不是被迫使用已存在的數(shù)據(jù)類(lèi)型。類(lèi)型不僅僅說(shuō)明一組對(duì)象上的約束，還說(shuō)明與其他類(lèi)

型之間的關(guān)系。兩個(gè)類(lèi)型可以有共同的特性和行為，

但是，一個(gè)類(lèi)型可能包括比另一個(gè)類(lèi)型更多的特性，

也可以處理更多的消息（或?qū)ο⑦M(jìn)行不同的處理）。繼承表示了基本類(lèi)型和派生類(lèi)型之間的相似性。一個(gè)

基本類(lèi)型具有所有由它派生出來(lái)的類(lèi)型所共有的特性

和行為。程序員創(chuàng)建一個(gè)基本類(lèi)型以描述系統(tǒng)中一些

對(duì)象的思想核心。由這個(gè)基本類(lèi)型派生出其他類(lèi)型，

表達(dá)了認(rèn)識(shí)該核心的不同途徑。繼承與派生比如設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)來(lái)表示“形體”，每個(gè)

形體有大小、顏色、位置等。每個(gè)形體

能被繪制、擦除、移動(dòng)、著色等。由此，可以派生出特殊類(lèi)型的形體：圓、正方

形、三角形等，它們中的每一個(gè)都有另

外的特性和行為，例如，某些形體可以

翻轉(zhuǎn)。有些行為可以不同（計(jì)算形體的

面積）。類(lèi)型層次結(jié)構(gòu)既體現(xiàn)了形體間

的類(lèi)似，又體現(xiàn)了它們之間的區(qū)別。繼承與派生基本概念保持已有類(lèi)的特性而構(gòu)造新類(lèi)的過(guò)程稱(chēng)為繼承。在已有類(lèi)的基礎(chǔ)上新增自己的特性而產(chǎn)生新類(lèi)的過(guò)程稱(chēng)為派生。被繼承的已有類(lèi)稱(chēng)為基類(lèi)（或父類(lèi)）。派生出的新類(lèi)稱(chēng)為派生類(lèi)。繼承的目的：實(shí)現(xiàn)代碼重用。派生的目的：當(dāng)新的問(wèn)題出現(xiàn)，原有程序無(wú)法解決（或不能完全解決）時(shí)，需要對(duì)原有程序進(jìn)行改造。繼承與派生派生類(lèi)的定義方法class

派生類(lèi)名：繼承方式(public/private/protected)基類(lèi)名1,基類(lèi)名2,

….{成員定義；}多繼承：一個(gè)派生類(lèi)有多個(gè)基類(lèi)；單繼承：一個(gè)派生類(lèi)只有一個(gè)基類(lèi)。public指明了基類(lèi)是一公有基類(lèi)，也可以用private來(lái)指明基類(lèi)為一私有基類(lèi)用戶(hù)沒(méi)有指明private或public時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為private繼承與派生共有三種繼承方式：公有繼承（public），私有繼承（private），保護(hù)繼承（protected）。繼承方式指定派生類(lèi)成員以及類(lèi)外對(duì)象對(duì)繼承來(lái)的成員的訪問(wèn)權(quán)限。不同繼承方式的影響主要體現(xiàn)在：派生類(lèi)成員對(duì)基類(lèi)成員的訪問(wèn)控制。派生類(lèi)對(duì)象對(duì)基類(lèi)成員的訪問(wèn)控制。繼承與派生公有繼承基類(lèi)的public和protected成員的訪問(wèn)屬性在派生類(lèi)中保持不變，但基類(lèi)的

private成員不可訪問(wèn)。派生類(lèi)中的成員函數(shù)可以直接訪問(wèn)基類(lèi)中的public和protected成員，但不能訪問(wèn)基類(lèi)的

private成員。派生類(lèi)的對(duì)象只能訪問(wèn)基類(lèi)的public成員。繼承與派生私有繼承基類(lèi)的public和protected成員都以

private身份出現(xiàn)在派生類(lèi)中，但基類(lèi)的

private成員不可訪問(wèn)。派生類(lèi)中的成員函數(shù)可以直接訪問(wèn)基類(lèi)中的public和protected成員，但不能訪問(wèn)基類(lèi)的

private成員。派生類(lèi)的對(duì)象不能訪問(wèn)基類(lèi)中的任何成員。繼承與派生保護(hù)繼承基類(lèi)的public和protected成員都以

protected身份出現(xiàn)在派生類(lèi)中，但基類(lèi)的private成員不可訪問(wèn)。派生類(lèi)中的成員函數(shù)可以直接訪問(wèn)基類(lèi)中的public和protected成員，但不能訪問(wèn)基類(lèi)的

private成員。派生類(lèi)的對(duì)象不能訪問(wèn)基類(lèi)中的任何成員。繼承與派生訪問(wèn)權(quán)限的派生傳遞關(guān)系派生類(lèi)private

private基類(lèi)public派生類(lèi)作用區(qū)域外privatepublic派生類(lèi)作用區(qū)域內(nèi)不可見(jiàn)不可見(jiàn)不可見(jiàn)protectedpublicprotected

privatepublic

publicprivateprivate派生類(lèi)作

派生類(lèi)作用區(qū)域內(nèi)

用區(qū)域外不可見(jiàn)不可見(jiàn)不可見(jiàn)繼承與派生繼承時(shí)的構(gòu)造函數(shù)基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)不被繼承，需要在派生類(lèi)中自行定義。定義構(gòu)造函數(shù)時(shí)，只需要對(duì)本類(lèi)中新增成員進(jìn)行初始化，對(duì)繼承來(lái)的基類(lèi)成員的初始化由基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)完成。但派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的定義中，要提供基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)所需要的參數(shù)。單一繼承時(shí)的構(gòu)造函數(shù)派生類(lèi)名::派生類(lèi)名(基類(lèi)所需的形參，本類(lèi)成員所需的形參):基類(lèi)名(參數(shù)){本類(lèi)成員初始化賦值語(yǔ)句；}；–

如：C::C(int

i,int

j):B(I)繼承與派生多繼承時(shí)的構(gòu)造函數(shù)派生類(lèi)名::派生類(lèi)名(基類(lèi)1形參，基類(lèi)2形參，...基類(lèi)n形參，本類(lèi)形參):基類(lèi)名1(參數(shù)),基類(lèi)名2(參數(shù)),...基類(lèi)名n(參數(shù)){本類(lèi)成員初始化賦值語(yǔ)句；}；當(dāng)基類(lèi)中定義有缺省形式的構(gòu)造函數(shù)或未定義構(gòu)造函數(shù)時(shí)，派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的定義中可以省略對(duì)基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用若基類(lèi)中未定義構(gòu)造函數(shù)，派生類(lèi)中也可以不定義，全采用缺省形式構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)基類(lèi)定義有帶形參的構(gòu)造函數(shù)時(shí)，派生類(lèi)也應(yīng)定義構(gòu)造函數(shù)，提供將參數(shù)傳遞給基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的途徑。繼承與派生構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用次序調(diào)用基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)，調(diào)用順序按照它們被繼承時(shí)聲明的順序（從左向右）。調(diào)用成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)，調(diào)用順序按照它們?cè)陬?lèi)中聲明的順序。派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)體中的內(nèi)容。繼承與派生繼承時(shí)的析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)函數(shù)也不被繼承，派生類(lèi)自行定義。定義方法與一般（無(wú)繼承關(guān)系時(shí)）類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)相同。不需要顯式地調(diào)用基類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)隱式調(diào)用。析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用次序與構(gòu)造函數(shù)相反。繼承與派生派生類(lèi)與基類(lèi)的關(guān)系賦值兼容原則一個(gè)公有繼承的派生類(lèi)的對(duì)象在使用上可以被當(dāng)作基類(lèi)的對(duì)象，反之則禁止。具體表現(xiàn)在：派生類(lèi)的對(duì)象可以被賦值給基類(lèi)對(duì)象。派生類(lèi)的對(duì)象可以初始化基類(lèi)的引用。指向派生類(lèi)及基類(lèi)對(duì)象的指針以public方式繼承時(shí)，指向基類(lèi)的指針也可以指向派生類(lèi)。通過(guò)指向基類(lèi)對(duì)象的指針可以指向它的公有派生的對(duì)象，但不能指向私有派生的對(duì)象；這種指針只能訪問(wèn)從基類(lèi)中繼承的公有成員，不能訪問(wèn)派生類(lèi)本身的成員；但不能將一個(gè)派生類(lèi)對(duì)象的指針指向其基類(lèi)對(duì)象。繼承與派生二義性問(wèn)題在多繼承時(shí)，基類(lèi)與派生類(lèi)之間，或基類(lèi)之間出現(xiàn)同名成員時(shí)，將出現(xiàn)訪問(wèn)時(shí)的二義性（不確定性）——采用虛函數(shù)或支配（同名覆蓋）原則來(lái)解決。當(dāng)派生類(lèi)從多個(gè)基類(lèi)派生，而這些基類(lèi)又從同一個(gè)基類(lèi)派生，則在訪問(wèn)此共同基類(lèi)中的成員時(shí)，將產(chǎn)生二義性——采用虛基類(lèi)來(lái)解決。虛基類(lèi)虛基類(lèi)的引入用于有共同基類(lèi)的場(chǎng)合定義以virtual修飾說(shuō)明基類(lèi)例：class

B1:virtual

public

B作用主要用來(lái)解決多繼承時(shí)可能發(fā)生的對(duì)同一基類(lèi)繼承多次而產(chǎn)生的二義性問(wèn)題.為最遠(yuǎn)的派生類(lèi)提供唯一的基類(lèi)成員，而不重復(fù)產(chǎn)生多次拷貝注意：在第一級(jí)繼承時(shí)就要將共同基類(lèi)設(shè)計(jì)為虛基類(lèi)。多態(tài)性多態(tài)性（Polymorphism）多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的重要特征之一。多態(tài)性是指發(fā)出同樣的消息被不同類(lèi)型的對(duì)象接收時(shí)導(dǎo)致完全不同的行為。多態(tài)的實(shí)現(xiàn)：函數(shù)重載運(yùn)算符重載虛函數(shù)多態(tài)性：運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載是對(duì)已有的運(yùn)算符賦予多重含義必要性C++中預(yù)定義的運(yùn)算符其運(yùn)算對(duì)象只能是基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，而不適用于用戶(hù)自定義類(lèi)型（如類(lèi)）實(shí)現(xiàn)機(jī)制運(yùn)算符重載的實(shí)質(zhì)就是函數(shù)重載：每個(gè)運(yùn)算符對(duì)應(yīng)各自的運(yùn)算符函數(shù)，根據(jù)操作數(shù)的不同調(diào)用不同的同名函數(shù)。將指定的運(yùn)算表達(dá)式轉(zhuǎn)化為對(duì)運(yùn)算符函數(shù)的調(diào)用，運(yùn)算對(duì)象轉(zhuǎn)化為運(yùn)算符函數(shù)的實(shí)參。多態(tài)性：運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載的規(guī)則和限制編譯系統(tǒng)對(duì)重載運(yùn)算符的選擇，遵循函數(shù)重載的選擇原則?？梢灾剌dC++中除下列運(yùn)算符外的所有運(yùn)算符：.

.*

::

?:只能重載C++語(yǔ)言中已有的運(yùn)算符，不可臆造新的。不改變?cè)\(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。不能改變操作數(shù)個(gè)數(shù)。經(jīng)重載的運(yùn)算符，其操作數(shù)中至少應(yīng)該有一個(gè)是自定義類(lèi)型。多態(tài)性：運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載的兩種形式重載為類(lèi)的成員函數(shù)：函數(shù)類(lèi)型operator

運(yùn)算符（形參表）{

函數(shù)體

}重載為類(lèi)的友元函數(shù)：friend

函數(shù)類(lèi)型operator

運(yùn)算符（形參表）{

函數(shù)體

}多態(tài)性：運(yùn)算符重載重載為類(lèi)成員函數(shù)時(shí)參數(shù)個(gè)數(shù)=原操作數(shù)個(gè)數(shù)-1

（后置++、--除外）當(dāng)類(lèi)的對(duì)象調(diào)用這種運(yùn)算符函數(shù)時(shí)，對(duì)象中的成員數(shù)據(jù)就可以是一個(gè)操作數(shù)，另一個(gè)操作數(shù)才通過(guò)參數(shù)傳遞來(lái)獲得。如：class

complex{publiccomplex

operator

+

(complex

c2);…….

}多態(tài)性：運(yùn)算符重載重載為友元函數(shù)時(shí)參數(shù)個(gè)數(shù)=原操作數(shù)個(gè)數(shù)，且至少應(yīng)該有一個(gè)自定義類(lèi)型的形參。友元函數(shù)是類(lèi)以外的函數(shù)，調(diào)用這種運(yùn)算符函

數(shù)時(shí)，所有的操作數(shù)都要通過(guò)參數(shù)傳遞來(lái)獲得。如：class

complex{publicfriend

complex

operator

+

(complex

c1,complex

c2);…….

}多態(tài)性：運(yùn)算符重載雙目運(yùn)算符B如果要重載B

為類(lèi)成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達(dá)式oprd1

B

oprd2，其中oprd1

為A

類(lèi)對(duì)象，則B

應(yīng)被重載為A

類(lèi)的成員函數(shù)，形參類(lèi)型應(yīng)該是oprd2所屬的類(lèi)型。經(jīng)重載后，表達(dá)式oprd1

B

oprd2

相當(dāng)于oprd1.operator

B(oprd2)多態(tài)性：運(yùn)算符重載范例：將“+”、“-”運(yùn)算重載為復(fù)數(shù)類(lèi)的成員函數(shù)。規(guī)則:實(shí)部和虛部分別相加減。操作數(shù):兩個(gè)操作數(shù)都是復(fù)數(shù)類(lèi)的對(duì)象。多態(tài)性：運(yùn)算符重載復(fù)數(shù)類(lèi)的實(shí)現(xiàn)：class

complex{public://復(fù)數(shù)類(lèi)聲明//外部接口complex(double

r=0.0,double

i=0.0){real=r;imag=i;}//構(gòu)造函數(shù)/+重載為成員函數(shù)//-重為載成員函數(shù)//輸出復(fù)數(shù)//私有數(shù)據(jù)成員//復(fù)數(shù)實(shí)部//復(fù)數(shù)虛部complex

operator

+

(complex

c2);complex

operator-

(complex

c2);void

display();private:double

real;double

imag;};多態(tài)性：運(yùn)算符重載重載運(yùn)算符函數(shù)的實(shí)現(xiàn)complex

complex::operator

+(complex

c2){complex

c;c.real=c2.real+real;c.imag=c2.imag+imag;return

complex(c.real,c.imag);}complex

complex::operator

-

(complex

c2){complex

c;c.real=real-c2.real;c.imag=imag-c2.imag;return

complex(c.real,c.imag);}多態(tài)性：運(yùn)算符重載練習(xí)：使用前面實(shí)現(xiàn)的復(fù)數(shù)類(lèi)及重載的運(yùn)算符創(chuàng)建一個(gè)基于控制臺(tái)的應(yīng)用程序，接受用戶(hù)輸入的復(fù)數(shù)（分別輸入實(shí)部和虛部），實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)的加減運(yùn)算。多態(tài)性：運(yùn)算符重載前置單目運(yùn)算符U如果要重載U

為類(lèi)成員函數(shù)，使之能夠?qū)?/p>

現(xiàn)表達(dá)式U

oprd，其中oprd

為A類(lèi)對(duì)象，則U

應(yīng)被重載為A

類(lèi)的成員函數(shù)，無(wú)形參。經(jīng)重載后，表達(dá)式U

oprd

相當(dāng)于a.operator

U()多態(tài)性：運(yùn)算符重載后置單目運(yùn)算符++和--如果要重載

++或--為類(lèi)成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達(dá)式oprd++或

oprd--，其中

oprd為A類(lèi)對(duì)象，則

++或--

應(yīng)被重載為A

類(lèi)的成員函數(shù)，且具有一個(gè)

int

類(lèi)型形參。經(jīng)重載后，表達(dá)式oprd++

相當(dāng)于oprd.operator

++(0)多態(tài)性：運(yùn)算符重載運(yùn)算符友元函數(shù)的設(shè)計(jì)如果需要重載一個(gè)運(yùn)算符，使之能夠用于操作某類(lèi)對(duì)象的私有成員，可以此將運(yùn)算符重載為該類(lèi)的友元函數(shù)。函數(shù)的形參代表依自左至右次序排列的各操作數(shù)。后置單目運(yùn)算符++和--的重載函數(shù)，形參列表中要增加一個(gè)int，但不必寫(xiě)形參名。靜態(tài)聯(lián)編與動(dòng)態(tài)聯(lián)編?kù)o態(tài)聯(lián)編與動(dòng)態(tài)聯(lián)編：由于同名對(duì)象的多態(tài)性，程序在執(zhí)行時(shí)需要確定具體的操作對(duì)象，即具體決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。這種程序自身彼此關(guān)聯(lián)的過(guò)程，稱(chēng)為聯(lián)編。用來(lái)確定程序中的操作調(diào)用與執(zhí)行該操作的代碼間的關(guān)系。聯(lián)編可以在編譯時(shí)完成，也可在運(yùn)行時(shí)完成，分別稱(chēng)為靜態(tài)聯(lián)編和動(dòng)態(tài)聯(lián)編。多態(tài)性：虛函數(shù)概念：虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)。是非靜態(tài)的成員函數(shù)。具有繼承性，基類(lèi)中定義了虛函