面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)05-1.派生新類

1、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)派生新類 內(nèi)容提要類層次的問(wèn)題派生與繼承派生類多繼承與虛擬繼承3提出問(wèn)題【例】編寫(xiě)一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)小型公司的工資管理。該公司主要有4類人員：經(jīng)理、兼職技術(shù)員、銷售員和銷售經(jīng)理。要求存儲(chǔ)這些人員的編號(hào)、姓名和月工資，計(jì)算月工資并顯示全部信息。4月工資計(jì)算辦法是：1.經(jīng)理拿固定月工資8000元；2.兼職技術(shù)員按每小時(shí)100元領(lǐng)取月工資；3.銷售員按該當(dāng)月銷售額的6%提成；4.銷售經(jīng)理既拿固定月工資也領(lǐng)取銷售提成，固定月工資為5000元，銷售提成為所管轄部門(mén)當(dāng)月銷售總額的5。5分析問(wèn)題由于對(duì)這4類人員的月工資計(jì)算方法不同，顯示信息的內(nèi)容也不同，因此不能用同一個(gè)類來(lái)描述，我們?cè)O(shè)計(jì)4個(gè)類分別

2、描述這4類人員。但是，這4個(gè)類中又有很多相同的，如姓名、編號(hào)、工資，都要計(jì)算月工資和顯示信息等，只是各自的實(shí)現(xiàn)方法有所不同。6按照常規(guī)思維方式，我們應(yīng)該先統(tǒng)一描述該公司全體員工的共性以及對(duì)全體人員的處理功能；描述某一類人員時(shí)，首先說(shuō)明他是該公司的員工，然后再逐一描述該類人員的個(gè)性。這種描述方法反映到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中就是類的繼承與派生。對(duì)各類人員的統(tǒng)一描述就構(gòu)成了一個(gè)基類，而對(duì)每一類人員的特殊描述就可以通過(guò)從基類創(chuàng)建派生類來(lái)實(shí)現(xiàn)。 7這個(gè)問(wèn)題涉及多個(gè)相關(guān)的類，他們具有一些共同特征，因此，我們可以定義一個(gè)統(tǒng)一他們屬性和操作的類，如Employee類，再?gòu)脑擃愡M(jìn)行派生，類似于人類社會(huì)的繁衍。這就

3、是本章要介紹的派生與繼承。 8派生與繼承派生是指由基類創(chuàng)建新類的過(guò)程。新類稱為派生類或子類，基類也可稱作父類。繼承是指新類(派生類)保留基類的成員的特性。繼承意味著“自動(dòng)地?fù)碛小?，即派生類中不必重新定義已在基類中定義過(guò)的屬性和操作，而是自動(dòng)地、隱含地?fù)碛衅浠惖膶傩院托袨?。繼承具有傳遞性。繼承的作用是體現(xiàn)特殊與一般的關(guān)系，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了代碼重用。9class A int i;/基類成員;class B:public A/A派生了B，B繼承了A，B自/動(dòng)擁有A的成員 int j;/定義派生類的新成員;10SalesManagerEmployeeSalesmanManagerTechnician11

4、派生類定義派生類是由基類通過(guò)派生而創(chuàng)建出來(lái)的新類，是基類的特殊類。派生類自動(dòng)繼承了基類的全部數(shù)據(jù)成員和除了構(gòu)造、析構(gòu)函數(shù)之外的全部成員函數(shù)，同時(shí)具有自己新定義的成員，并不等同于基類。12派生類的定義格式如下：class : ;類的繼承方式有公有繼承、保護(hù)繼承和私有繼承三種，分別用public、protected和private來(lái)表示，默認(rèn)情況下為私有繼承。13class Base private:int b_number;public:Base( )Base(int i) : b_number (i) int get_number( ) return b_number;void print(

5、) cout b_number endl; ;class Derived : public Base private:int d_number;public:Derived( int i, int j ) : Base(i), d_number(j) ; void print( ) cout get_number( ) ; cout d_number endl;14派生類成員的構(gòu)成派生類的生成經(jīng)歷了3個(gè)步驟：吸收基類成員、改造基類成員、添加派生類新成員。吸收基類成員就是繼承基類的成員，但不繼承基類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。改造基類成員包括兩方面，一是通過(guò)派生類定義時(shí)的繼承方式來(lái)控制改變基類成員在派

6、生類中的訪問(wèn)控制屬性；二是定義同名成員屏蔽基類成員(但是該基類成員仍然存在）。添加新成員就是派生類中定義新的成員，擴(kuò)展新功能；另外，還要定義自己的構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)。15派生后訪問(wèn)權(quán)限控制三種不同繼承方式導(dǎo)致原來(lái)具有不同訪問(wèn)屬性的的基類成員在派生類中的訪問(wèn)屬性也有所不同，具體如下表所示。 繼承方式 基類成員公有繼承保護(hù)繼承私有繼承公有成員公有保護(hù)私有保護(hù)成員保護(hù)保護(hù)私有私有成員派生類新成員不可訪問(wèn)派生類新成員不可訪問(wèn)派生類新成員不可訪問(wèn)16公有繼承當(dāng)類的繼承方式為公有繼承時(shí)，在派生類中，基類的公有成員和保護(hù)成員被繼承后分別成為派生類的公有成員和保護(hù)成員，派生類的新成員可以直接訪問(wèn)他們，而派生類的新

7、成員不能直接訪問(wèn)基類的私有成員。在類外，派生類的對(duì)象可以訪問(wèn)繼承下來(lái)的基類公有成員。17示例：從Point類派生出新的Rectangle類。矩形是由一個(gè)點(diǎn)加上長(zhǎng)、寬構(gòu)成,矩形的點(diǎn)具備了Point類的全部特征,同時(shí),矩形自身也有一些特點(diǎn),這就需要在繼承Point類的同時(shí)添加新的成員。這兩個(gè)類的繼承關(guān)系可以用UML圖描述,如下圖所示。18+ InitP(xx:float=0,yy:float=0):void+ Move(xOff:float,yOff:float):void+ GetX():float+ GetY():float- X:float- Y:floatPoint+InitR(x:flo

8、at,y:float,w:float,h:float):void+GetH():float+GetW():float- W:float- H:floatRectangle派生類Rectangle基類Point19/rectangle.hclass Point/base classpublic:void InitP(float xx=0, float yy=0) X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff) X+=xOff; Y+=yOff; float GetX()return X;float GetY()return Y;private:float X

9、,Y;class Rectangle: public Point/derived classpublic:void InitR(float x, float y,float w,float h) InitP(x,y); W=w;H=h; float GetH() return H;float GetW() return W;private:float W,H;20/test.cpp#include rectangle.h#include using namespace std;int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,

10、2);coutThe data of rect(X,Y,W,H):endl;coutrect.GetX(),rect.GetY(), rect.GetW(),rect.GetH()endl;return 0; The run result is:The data of rect(X,Y,W,H):5,5,20,1021保護(hù)繼承當(dāng)類的繼承方式為保護(hù)繼承時(shí)，在派生類中，基類的公有成員和保護(hù)成員被繼承后全部成為派生類的保護(hù)成員，派生類的新成員可以直接訪問(wèn)他們，而派生類的新成員不能直接訪問(wèn)基類的私有成員。在類外，派生類的對(duì)象不能訪問(wèn)繼承下來(lái)的所有基類成員。保護(hù)成員具有兩面性，對(duì)外界而言是不可見(jiàn)的，但對(duì)

11、于它的派生類則是可見(jiàn)的。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，若要對(duì)基類的某些函數(shù)功能進(jìn)行擴(kuò)充和改造，就可以采用保護(hù)繼承的方式，并在派生類中定義同名成員函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。22/rectangle.hclass Point/base classpublic:void InitP(float xx=0, float yy=0) X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff) X+=xOff; Y+=yOff; float GetX()return X;float GetY()return Y;private:float X,Y;class Rectangle: protected

12、Point/derived classpublic:void InitR(float x, float y,float w,float h) InitP(x,y); W=w;H=h; void Move(float xOff, float yOff) Point:Move(xOff,yOff); float GetX() return Point:GetX();float GetY() return Point:GetY();float GetH() return H;float GetW() return W;private:float W,H;23/test.cpp#include rec

13、tangle.h#include using namespace std;int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutThe data of rect(X,Y,W,H):endl;coutrect.GetX(),rect.GetY(), rect.GetW(),rect.GetH()endl;return 0; The run result is:The data of rect(X,Y,W,H):5,5,20,1024上面例子中，主函數(shù)和公有繼承例子中的主函數(shù)完全相同，但是執(zhí)行過(guò)程有所不同。本例子中的Re

14、ctangle類對(duì)象rect調(diào)用的函數(shù)都是派生類自身的公有成員，因?yàn)槭潜Ｗo(hù)繼承，所以不能訪問(wèn)基類的成員。本例只是修改了派生類的內(nèi)容，基類和主函數(shù)部分根本沒(méi)有做過(guò)任何改動(dòng)。由此可以看出面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中封裝性的優(yōu)越性，Rectangle類的外部接口不變，內(nèi)部成員的實(shí)現(xiàn)做了改造，根本就沒(méi)有影響到程序的其他部分，這正是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)重用與可擴(kuò)充性的一個(gè)實(shí)際體現(xiàn)。25私有繼承當(dāng)類的繼承方式為私有繼承時(shí)，在派生類中，基類的公有成員和保護(hù)成員被繼承后全部成為派生類的私有成員，派生類的新成員可以直接訪問(wèn)他們，而派生類的新成員不能直接訪問(wèn)基類的私有成員。在類外，派生類的對(duì)象不能訪問(wèn)繼承下來(lái)的所有基類成員。私

15、有繼承方式下，基類成員不能被進(jìn)一步傳遞給派生類的派生類，而保護(hù)繼承方式則允許基類成員被進(jìn)一步傳遞給派生類的派生類。26/rectangle.hclass Point/base classpublic:void InitP(float xx=0, float yy=0) X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff) X+=xOff; Y+=yOff; float GetX()return X;float GetY()return Y;private:float X,Y;class Rectangle: private Point/derived class

16、public:void InitR(float x, float y,float w,float h) InitP(x,y); W=w;H=h; void Move(float xOff, float yOff) Point:Move(xOff,yOff);float GetX() return Point:GetX();float GetY() return Point:GetY();float GetH() return H;float GetW() return W;private:float W,H;27/test.cpp#include rectangle.h#include using namespace std;int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutThe data of rect(X,Y,W,H):endl;coutrect.GetX(),rect.GetY