C++继承与派生详解:创建和扩展类结构

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继承与派生是C++面向对象编程的核心概念之一,它允许我们在已有的类的基础上创建新的类,以减少代码冗余并重用现有功能。在面向对象程序设计中,三大特性——封装、继承和多态性是至关重要的,其中继承性通过提供代码复用和模块化的手段,使得程序设计更加灵活和高效。 在这个例子中,首先引入了一个名为`Student`的基本类,包含三个属性(整型`num`,字符数组`name`和`sex`),以及一个显示成员信息的`display()`方法。当某个部门需要添加新的属性,如年龄`intage`和地址`addr`时,可以考虑使用继承来扩展已有类的功能。 C++中的继承使用`:`符号实现,通过关键字`public`表示派生类`Student1`将继承基类`Student`的公有成员。这样,`Student1`可以直接访问`Student`的所有公有成员,包括它们的属性和方法。`public`关键字在这里的作用是决定哪些成员可以被派生类公开访问,其他可能有`private`或`protected`访问控制。 在`Student1`类的声明中,可以看到`class Student1: public Student`这一行,这就是派生类的声明方式。这表明`Student1`将继承`Student`的所有公有成员,并且允许在其基础上添加新的成员,如`intage`和`addr`,以及新的公共方法`display()`。 派生类的构成主要包括继承的基类以及在派生类中新增的成员。在`Student1`中,除了继承`num`、`name`和`sex`外,还定义了`intage`和`addr`以及新的`display()`方法。这些新成员提供了派生类的独特功能,满足特定部门的需求。 派生类成员的访问属性,即公有、私有或受保护,决定了其在继承关系中的可见性和访问限制。如果基类的成员被声明为`public`,那么派生类可以直接访问;若为`private`,则只能在派生类内部访问;而`protected`成员允许派生类在其派生的子类中访问。 派生类的构造函数和析构函数是派生类的重要组成部分。虽然基类的构造函数和析构函数默认会被自动调用,但在某些情况下,可能需要显式地重写它们,以适应派生类的特殊需求。 多重继承允许一个派生类同时从多个基类继承,但会带来潜在的命名冲突问题。C++中可以通过作用域解析运算符`::`或使用`using`关键字来解决这些问题。 最后,关于基类与派生类的转换,C++支持向上转型(从派生类到基类的隐式转换),这是通过类型转换完成的,以便于在需要基类指针或引用的地方使用派生类的对象。同时,向下转型(从基类到派生类)需要显式进行,以防止意外的行为。 总结来说,继承与派生是通过基类和派生类的关系,实现了代码复用和模块化,使得新类能够共享已有的功能,并在此基础上增加新的特性。通过合理的继承设计,可以提高程序的可维护性和灵活性。