C++是一门面向对象的编程语言，其中的派生机制是其重要的面向对象特性之一。派生是建立在现有类的基础之上，创建一个新的类的过程。在新类中，可以利用父类中定义的变量和方法，并且可以添加新的成员变量和方法。
下面我们来详细地学习C++中的派生机制。
一、派生的类型
C++支持以下几种派生类型：
1.公有派生: 在公有派生中，派生类可以访问基类中的公有成员和受保护成员，但不能访问基类中的私有成员。公有派生通常用于向基类添加新的特征和行为。
示例代码如下：
class Base {
public:
int public_var;
protected:
int protected_var;
private:
int private_var;
};
class Derived : public Base {
public:
void setVar(int a, int b, int c)
{
public_var = a; //公有成员可以在派生类中访问
protected_var = b; //受保护成员可以在派生类中访问
// private_var = c; //私有成员无法在派生类中访问
}
};
2.保护派生: 在保护派生中，派生类可以访问基类中的公有成员和受保护成员，但不能访问基类中的私有成员。保护派生通常用于继承，即将基类的所有成员和方法都继承到派生类中。
示例代码如下：
class Base {
public:
int public_var;
protected:
int protected_var;
private:
int private_var;
};
class Derived : protected Base {
public:
void setVar(int a, int b, int c)
{
public_var = a; //公有成员可以在派生类中访问
protected_var = b; //受保护成员可以在派生类中访问
// private_var = c; //私有成员无法在派生类中访问
}
};
3.私有派生: 在私有派生中，派生类可以访问基类中的公有成员和受保护成员，但不能访问基类中的私有成员。私有派生通常用于“隐藏”继承，即对基类进行改进或扩展，但不公开基类的接口。
示例代码如下：
class Base {
public:
int public_var;
protected:
int protected_var;
private:
int private_var;
};
class Derived : private Base {
public:
void setVar(int a, int b, int c)
{
public_var = a; //公有成员可以在派生类中访问
protected_var = b; //受保护成员可以在派生类中访问
// private_var = c; //私有成员无法在派生类中访问
}
};
二、派生的语法
在C++中，派生的语法为：
class Derived_class : access_specifier Base_class {
// 包含新成员和覆盖的函数等
};
其中，Derived_class 是基于 Base_class 的派生类。access_specifier 表示派生类型，可以是 public、protected 或 private。新的成员和覆盖的函数等是指在派生类中添加的成员和方法。
示例代码如下：
class Base {
public:
void print() {
std::cout << "Base" << std::endl;
}
};
class Derived : public Base {
public:
void print() {
std::cout << "Derived" << std::endl;
}
};
int main()
{
Base b;
Derived d;
b.print(); //输出 Base
d.print(); //输出 Derived
return 0;
}
上述代码中，Base 类中定义了一个 print() 方法，输出 Base。Derived 类继承自 Base 类，并定义了一个同名的 print() 方法，输出 Derived。在 main 函数中，分别创建了 Base 类和 Derived 类的对象并分别调用了它们的 print() 方法。结果显示，派生类覆盖了其基类的同名方法。
三、多重继承
C++还支持多重继承，即一个派生类从多个基类派生而来。具体地，可以这样建立一个派生类：
class Derived : access_specifier Base1, access_specifier Base2, ... {
// 包含新成员和覆盖的函数等
};
其中，Derived 是一个派生类，Base1、Base2 是两个基类，可以有多个基类。access_specifier 表示该基类在派生类中的访问权限，可以是 public、protected 或 private。
示例代码如下：
class Base1 {
public:
void print1() {
std::cout << "Base1" << std::endl;
}
};
class Base2 {
public:
void print2() {
std::cout << "Base2" << std::endl;
}
};
class Derived : public Base1, protected Base2 {
public:
void print() {
print1();
//print2(); //private 成员不能在派生类之外的成员函数中访问
}
};
int main()
{
Derived d;
d.print();
return 0;
}
上述代码中，定义了两个基类 Base1 和 Base2，分别有各自的方法 print1() 和 print2()。派生类 Derived 继承自 Base1 和 Base2，由于 Base2 的访问权限设置为 protected，在 Derived 中，只有成员函数可以访问 Base2 中的成员。Derived 中定义的 print() 方法分别调用了 Base1 和 Base2 中的方法，结果显示，多重继承能够在派生类中同时使用多个基类的成员，并进行灵活的访问权限设置。
四、虚继承
当一个类同时从多个基类继承，而这些基类中又有共同的基类时，就会出现“二义性”的问题。为了解决这个问题，C++引入了虚继承机制。
虚继承使用关键字 virtual，它告诉编译器，在继承链中只保留一份共同的基类，从而避免了多次继承造成的冗余。另外，虚继承还规定了一个虚基类列表。虚基类列表中的类在继承链中只继承一次，并且会在最深层的派生类中进行初始化。
示例代码如下：
class Root {
public:
int i;
};
class A : public virtual Root {
public:
int j;
};
class B : public virtual Root {
public:
int k;
};
class C : public A, public B {
public:
void sum() {
i = j + k;
}
};
int main()
{
C c;
c.j = 10;
c.k = 20;
c.sum();
std::cout << "Sum of j and k is " << c.i << std::endl;
return 0;
}
上述代码中，定义了一个基类 Root，和两个继承了 Root 的派生类 A 和 B。类 C 同时从 A 和 B 继承，它将 A 和 B 中的 i 合并为一份，并且在最深层的派生类 C 中进行初始化。在 main 函数中，我们创建了类 C 的对象 c，并对它的成员变量 j 和 k 赋值，并通过 sum() 方法计算它们的和。
五、派生类和基类的关系
派生类和基类之间存在以下关系：
- 派生类包含的成员都是派生类自己定义的，但它可以访问基类的公有成员和受保护成员，也可以使用基类中的方法。
- 派生类的对象中包含了基类的对象，即派生类的对象中包含了基类对象的成员。
- 派生类的对象可以被看作是基类的对象，即派生类的对象可以直接赋值给基类对象。
示例代码如下：
class Base {
public:
int publicVar;
protected:
int protectedVar;
private:
int privateVar;
public:
void print() {
std::cout << "publicVar: " << publicVar << std::endl;
std::cout << "protectedVar: " << protectedVar << std::endl;
std::cout << "privateVar: " << privateVar << std::endl;
}
};
class Derived : public Base {
public:
int additionalVar;
public:
void printAdditionalVar() {
std::cout << "additionalVar: " << additionalVar << std::endl;
}
};
int main()
{
Derived derived;
derived.publicVar = 1;
//derived.protectedVar = 2; //protected 成员不能直接在类外部访问
derived.print(); //基类中的公有成员和受保护成员可以在派生类对象中访问
derived.additionalVar = 3;
derived.printAdditionalVar(); //派生类中的成员可以直接访问
Base& base = derived; //派生类的对象可以赋值给基类对象
base.print(); //基类中的成员可以在基类对象中访问
return 0;
}
上述代码中，定义了一个基类 Base 和一个派生类 Derived。在 main 函数中，我们首先创建了一个 Derived 的对象 derived，可以看到它可以访问由其基类 Base 中继承的成员变量和方法。同时，我们为 derived 对象中定义了一个 additionalVar 成员，并定义了一个打印 additionalVar 的方法。接着，我们将 derived 对象赋值给了一个 Base 类型的引用 base，并通过 base 访问了 Base 类中的成员变量和方法。结果显示了派生类和基类之间的关系。
六、总结
本文介绍了C++中的派生机制，包括公有派生、保护派生、私有派生、多重继承和虚继承等。同时，文章还介绍了派生类和基类之间的关系。理解并掌握派生机制，可以提高我们在C++编程中的应用技能。
到此这篇关于一文带你学习C++中的派生机制的文章就介绍到这了,更多相关C++派生机制内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！