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做网站和平台多少钱,h5做网站,网站内部优化工具,湖北外贸网站建设C继承详解#xff1a;从概念到实战应用 1. 继承的基本概念 1.1 什么是继承#xff1f; 继承是面向对象程序设计中最核心的代码复用机制。它允许我们在保持原有类特性的基础上进行扩展#xff0c;增加新的方法和属性#xff0c;从而产生新的类#xff08;派生类#xff09…C继承详解从概念到实战应用1. 继承的基本概念1.1 什么是继承继承是面向对象程序设计中最核心的代码复用机制。它允许我们在保持原有类特性的基础上进行扩展增加新的方法和属性从而产生新的类派生类。简单理解就像儿子继承父亲的某些特征一样派生类可以继承基类的成员。1.2 继承的优势在没有继承之前我们需要重复定义相同的成员// 没有继承的冗余设计 class Student { public: string name; // 姓名 string address; // 地址 string phone; // 电话 int age; // 年龄 void identity() { cout 学生身份验证 endl; } void study() { cout 学生学习 endl; } }; class Teacher { public: string name; // 姓名 string address; // 地址 string phone; // 电话 int age; // 年龄 void identity() { cout 教师身份验证 endl; } void teaching() { cout 教师授课 endl; } };使用继承后代码变得简洁// 基类包含公共成员 class Person { public: string name; // 姓名 string address; // 地址 string phone; // 电话 int age; // 年龄 void identity() { cout 身份验证 endl; } }; // 派生类继承基类 class Student : public Person { public: void study() { cout 学生学习 endl; } protected: int stuId; // 学号 }; class Teacher : public Person { public: void teaching() { cout 教师授课 endl; } protected: string title; // 职称 }; int main() { Student s; Teacher t; s.identity(); // 继承自Person类 t.identity(); // 继承自Person类 s.study(); // Student特有方法 t.teaching(); // Teacher特有方法 return 0; }2. 继承的定义和访问控制2.1 继承的定义格式class 派生类名 : 继承方式 基类名 { // 派生类新增成员 };示例class Person { public: string name; protected: int age; private: string idCard; }; // public继承 class Student : public Person { public: void printInfo() { name 张三; // OK: public成员在派生类中仍是public age 20; // OK: protected成员在派生类中仍是protected // idCard 123; // ERROR: private成员在派生类中不可见 } };2.2 继承方式与访问控制基类成员/继承方式public继承protected继承private继承public成员publicprotectedprivateprotected成员protectedprotectedprivateprivate成员不可见不可见不可见重要规则基类private成员在派生类中不可见但仍被继承访问权限 Min(基类中的访问权限, 继承方式)class默认private继承struct默认public继承2.3 实际应用建议推荐使用public继承其他继承方式在实际开发中很少使用// 推荐public继承 class Student : public Person { // ... }; // 不推荐protected/private继承 class Student : protected Person { // 尽量避免 // ... };3. 继承中的特殊问题3.1 隐藏规则Name Hiding当派生类与基类有同名成员时派生类成员会隐藏基类成员class Person { protected: string name 小李子; int num 111; // 身份证号 }; class Student : public Person { public: void print() { cout 姓名: name endl; cout 身份证号: Person::num endl; // 需要指定基类作用域 cout 学号: num endl; // 访问的是Student的num } protected: int num 999; // 学号隐藏了基类的num }; int main() { Student s; s.print(); return 0; }输出结果姓名:小李子 身份证号:111 学号:9993.2 派生类的默认成员函数派生类的特殊成员函数需要正确处理基类部分class Person { public: Person(const char* name peter) : name(name) { cout Person() endl; } Person(const Person p) : name(p.name) { cout Person(const Person p) endl; } Person operator(const Person p) { cout Person operator() endl; if (this ! p) { name p.name; } return *this; } ~Person() { cout ~Person() endl; } protected: string name; }; class Student : public Person { public: Student(const char* name, int num) : Person(name) // 必须调用基类构造函数 , num(num) { cout Student() endl; } Student(const Student s) : Person(s) // 调用基类拷贝构造 , num(s.num) { cout Student(const Student s) endl; } Student operator(const Student s) { cout Student operator() endl; if (this ! s) { Person::operator(s); // 调用基类operator num s.num; } return *this; } ~Student() { // 析构函数会自动调用基类析构函数 cout ~Student() endl; } protected: int num; }; int main() { Student s1(张三, 1001); Student s2 s1; // 调用拷贝构造 s2 s1; // 调用赋值运算符 return 0; }输出结果Person() Student() Person(const Person p) Student(const Student s) Student operator() Person operator() ~Student() ~Person() ~Student() ~Person()4. 继承中的高级特性4.1 友元关系不能继承class Student; class Person { public: friend void display(const Person p, const Student s); protected: string name; }; class Student : public Person { protected: int stuNum; }; void display(const Person p, const Student s) { cout p.name endl; // OK: Person的友元 // cout s.stuNum endl; // ERROR: 不能访问Student的protected成员 } // 解决方案让display也成为Student的友元 class Student : public Person { friend void display(const Person p, const Student s); protected: int stuNum; };4.2 静态成员的继承基类的静态成员在整个继承体系中只有一份class Person { public: string name; static int count; // 静态成员 }; int Person::count 0; class Student : public Person { protected: int stuNum; }; int main() { Person p; Student s; cout p.count endl; // 相同地址 cout s.count endl; // 相同地址 cout Person::count endl; // 通过基类访问 cout Student::count endl; // 通过派生类访问 return 0; }5. 多继承和菱形继承问题5.1 多继承的基本用法class Printable { public: virtual void print() 0; }; class Drawable { public: virtual void draw() 0; }; // 多继承 class Shape : public Printable, public Drawable { public: void print() override { cout 打印形状 endl; } void draw() override { cout 绘制形状 endl; } };5.2 菱形继承问题菱形继承会导致数据冗余和二义性class Person { public: string name; }; class Student : public Person { protected: int stuNum; }; class Teacher : public Person { protected: int teacherId; }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string majorCourse; }; int main() { Assistant a; // a.name 张三; // ERROR: 二义性不知道是Student::name还是Teacher::name a.Student::name 张三; // 需要明确指定 a.Teacher::name 李四; return 0; }5.3 虚继承解决方案使用虚继承解决菱形继承问题class Person { public: string name; }; class Student : virtual public Person { // 虚继承 protected: int stuNum; }; class Teacher : virtual public Person { // 虚继承 protected: int teacherId; }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string majorCourse; }; int main() { Assistant a; a.name 张三; // OK: 现在只有一份name return 0; }6. 继承 vs 组合6.1 继承is-a关系// Car和BMW是is-a关系 class Car { public: void drive() { cout 驾驶汽车 endl; } }; class BMW : public Car { public: void specialFeature() { cout 宝马特色功能 endl; } };6.2 组合has-a关系// Car和Tire是has-a关系 class Tire { public: void rotate() { cout 轮胎旋转 endl; } }; class Car { private: Tire tires[4]; // 组合Car有4个Tire public: void drive() { for (auto tire : tires) { tire.rotate(); } } };6.3 选择原则优先使用组合组合的耦合度更低维护性更好// 推荐使用组合 class Stack { private: vectorint data; // 组合 public: void push(int value) { data.push_back(value); } void pop() { data.pop_back(); } int top() { return data.back(); } }; // 不推荐使用继承除非确实需要is-a关系 class Stack : public vectorint { // 不推荐 public: void push(int value) { push_back(value); } void pop() { pop_back(); } int top() { return back(); } };7. 实际应用示例7.1 实现一个不能被继承的类方法1构造函数私有化class NonInheritable { private: NonInheritable() {} // 私有构造函数 public: static NonInheritable* create() { return new NonInheritable(); } }; // class Derived : public NonInheritable {}; // ERROR: 无法访问私有构造函数方法2使用C11的final关键字class NonInheritable final { // 使用final关键字 // ... }; // class Derived : public NonInheritable {}; // ERROR: 不能继承final类7.2 继承类模板示例templatetypename T class Stack : private vectorT { // 私有继承 public: void push(const T x) { vectorT::push_back(x); // 需要指定基类作用域 } void pop() { vectorT::pop_back(); } const T top() { return vectorT::back(); } bool empty() { return vectorT::empty(); } }; int main() { Stackint st; st.push(1); st.push(2); st.push(3); while (!st.empty()) { cout st.top() ; st.pop(); } return 0; }总结继承是C面向对象编程的核心特性正确使用继承可以大大提高代码的复用性和可维护性。关键要点优先使用public继承避免protected/private继承注意隐藏规则避免同名成员引起的混淆正确处理派生类的特殊成员函数确保基类部分正确初始化避免菱形继承如必须使用则采用虚继承优先选择组合而非继承降低耦合度使用final关键字防止不希望的继承通过合理运用继承机制可以构建出层次清晰、易于维护的面向对象程序。