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） 8.5 派生类应用讨论 8.2 派生类的构造函数与析构函数 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

8.2 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； }; 所列成员对象名均为新增的; 指针型成员对象如何处理？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 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。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。

8.2派生类的构造函数与析构函数 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。

【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 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？ • 公有派生子女类 class child:publicfather{ 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; }

【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 建立fa1 派生类调用基类默认构造函数 • 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:50 child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 教职工(单继承) 学生(单继承) 兼职教师(单继承) 教师(单继承) 工人(单继承) 行政人员(单继承) 研究生(单继承) 行政人员兼教师(多重继承) 研究生助教 (多重继承) 在职研究生 (多重继承) 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：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？图8.3 大学在册人员继承关系

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: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(); 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(); 不能连续使用多个“::” 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）。图8.4 在职研究生派生类关系

8.4 虚基类（选读） 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。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{...};

虚拟继承的构造函数： 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。

8.5 派生类应用讨论 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： 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？因为派生类对象的新成员将无值可赋。 psl链表类指针对象, Istack链栈对象 psl=&istack; 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。 psl=istack; 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。

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; } }

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： 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; } 具体检验，参见课本！

8.5 派生类应用讨论 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。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。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。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！

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： 8.6 多态性与虚函数通过函数和运算符的重载实现，函数同名，参数表不同。编译时多态性（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。运行时多态性

8.6 多态性与虚函数 8.6.1 虚函数的定义 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） 8.6.4 动态绑定（选读）

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