C++ 繼承


物件導向程式設計中最重要的一個概念是繼承。繼承允許我們依據另一個類別來定義一個類，這使得建立和維護一個應用程式變得更容易。這樣做，也達到了重複使用程式碼功能和提高執行時間的效果。

當建立一個類別時，您不需要重新編寫新的資料成員和成員函數，只需指定新建的類別繼承了一個已有的類別的成員。這個已有的類別稱為基底類別，新建的類別稱為衍生類別。

繼承代表了 is a 關係。例如，哺乳動物是動物，狗是哺乳動物，因此，狗是動物，等等。

基底類別 & 衍生類別

一個類別可以衍生自多個類，這意味著，它可以從多個基底類別繼承資料和函數。定義一個衍生類別，我們使用一個類別派生清單來指定基底類別。類別衍生清單以一個或多個基底類別命名，形式如下：

class derived-class: access-specifier base-class

其中，存取修飾符access-specifier 是public、protected 或private其中的一個，base-class 是之前定義過的某個類別的名稱。如果未使用存取修飾符 access-specifier，則預設為 private。

假設有一個基類Shape，Rectangle 是它的派生類，如下所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;

// 基类
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};

// 派生类
class Rectangle: public Shape
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};

int main(void)
{
   Rectangle Rect;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);

   // 输出对象的面积
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;

   return 0;
}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total area: 35

存取控制和繼承

衍生類別可以存取基底類別中所有的非私有成員。因此基底類別成員如果不想被衍生類別的成員函數訪問，則應在基底類別中宣告為 private。

我們可以根據存取權限總結不同的存取類型，如下所示：

yesyes
#訪問public
# #protectedprivate同一個類別
yesyes #衍生類別
yes######no############外部的類別##### #yes######no######no############

一個衍生類別繼承了所有的基底類別方法，但下列情況除外：

  • 基底類別的建構子、析構函式和拷貝建構子。

  • 基底類別的重載運算子。

  • 基底類別的友元函數。

繼承類型

當一個類別衍生自基底類別，該基底類別可以被繼承為public、protected 或 private 幾種類型。繼承類型是透過上面講解的存取修飾符 access-specifier 來指定的。

我們幾乎不使用 protected 或 private 繼承，通常使用 public 繼承。當使用不同類型的繼承時，遵循以下幾個規則：

  • 公有繼承（public）：當一個類別派生自公有基底類別時，基底類別的公有成員也是衍生類別的公有成員，基底類別的保護成員也是衍生類別的保護成員，基類的私有成員不能直接被衍生類別訪問，但是可以透過呼叫基類的公有和保護成員來存取。

  • 保護繼承（protected）： 當一個類別衍生自保護基底類別時，基底類別的公有和保護成員將成為衍生類別的保護成員。

  • 私有繼承（private）：當一個類別衍生自私有基底類別時，基底類別的公有和保護成員將成為衍生類別的私有成員。

多重繼承

多重繼承即一個子類別可以有多個父類，它繼承了多個父類別的特性。

C++ 類別可以從多個類別繼承成員，語法如下：

class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类类体>
};

其中，存取修飾符繼承方式是public、protected 或private 其中的一個，用來修飾每個基類，各個基類之間用逗號分隔，如上所示。現在讓我們一起看看下面的實例：

#include <iostream>
 
using namespace std;

// 基类 Shape
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};

// 基类 PaintCost
class PaintCost 
{
   public:
      int getCost(int area)
      {
         return area * 70;
      }
};

// 派生类
class Rectangle: public Shape, public PaintCost
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};

int main(void)
{
   Rectangle Rect;
   int area;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);

   area = Rect.getArea();
   
   // 输出对象的面积
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;

   // 输出总花费
   cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;

   return 0;
}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total area: 35
Total paint cost: 50