第8章多继承类 ■8.1多继承类 ■ 8.2虚基类 8.3派生类成员 ■8.4构造与析构 ■8.5类的存储空间 2
2 第8章 多继承类 8.1 多继承类 8.2 虚基类 8.3 派生类成员 8.4 构造与析构 8.5 类的存储空间
8.1多继承类 特点： ①多继承派生类有多个基类或虚基类。 ②派生类继承所有基类（包括间接基类）的数据成员和成员函数 ③ 派生类可以定义新的数据成员和函数成员，以便描述新类特 有的或不同的属性和功能 单继承是多继承的一种特例，多继承派生类具有更强的类型 表达能力。 多继承机制是C+语言所特有的(Java、SmallTalk没有) 。 因此，C++具有更强的描述对象方面的功能。其他面向对象 语言需要描述多继承类的对象时，常常通过对象成员或委托 代理实现多继承。委托代理在多数情况下能够满足需要，但 当对象成员和基类的类型相同或存在共同的基类时，就可能 对同一个物理对象重复进行初始化。【例8.1】 3
3 8.1 多继承类 特点： ① 多继承派生类有多个基类或虚基类。 ② 派生类继承所有基类(包括间接基类)的数据成员和成员函数 ③ 派生类可以定义新的数据成员和函数成员，以便描述新类特 有的或不同的属性和功能 ④ 单继承是多继承的一种特例，多继承派生类具有更强的类型 表达能力。 ⑤ 多继承机制是C++语言所特有的（Java、SmallTalk没有）。 因此，C++具有更强的描述对象方面的功能。其他面向对象 语言需要描述多继承类的对象时，常常通过对象成员或委托 代理实现多继承。委托代理在多数情况下能够满足需要，但 当对象成员和基类的类型相同或存在共同的基类时，就可能 对同一个物理对象重复进行初始化。【例8.1】
【例8.1】定义具有水平滚动条和垂直滚动条的窗口类。 class Window{ I. public: Window(int top,int left,int bottom,int right); Window(); 为 class HScrollbar . public: HScrollbar (int top,int left,int bottom,int right); ~HScrollbar () 街 class VScrollbar{ ∥ public: VScrollbar (int top,int left,int bottom,int right); ~VScrollbar(); 4
4 【例8.1】定义具有水平滚动条和垂直滚动条的窗口类。 定义具有水平滚动条和垂直滚动条的窗口类。 class Window{ //... public: Window(int top, int left, int bottom, int right); ~Window( ); }; class HScrollbar{ //... public: HScrollbar (int top, int left, int bottom, int right); ~ HScrollbar ( ); }; class VScrollbar{ //... public: VScrollbar (int top, int left, int bottom, int right); ~ VScrollbar( ); };
class Scrollable Wind:public Window HScrollbar hScrollBar;/委托hScrollBar代理水平滚动 VScrollbar vScrollBar;/委托vScrollBar代理垂直滚动 ∥. public: ScrollableWind(int top,int left,int bottom,int right); -Scrollable Wind(); 房 ScrollableWind:ScrollableWind (int t,int I,int b,int r):Window(t,L,b,r), hScrollbar(t,r+1,b-1,r),vScrollbar(b-1,1-1,b,r+1) 如果Vindow、hScrollBari和hScrollBar2分别初始化 显示端口，则派生类Scrollable Wind的对象就会多次 初始化显示端口，从而导致显示屏因多次初始化显示 端口出现多次闪烁。→使用虚基类定义Scrollable Wind 5
5 class ScrollableWind: public Window{ HScrollbar hScrollBar; //委托hScrollBar代理水平滚动 VScrollbar vScrollBar; //委托vScrollBar代理垂直滚动 //... public: ScrollableWind(int top, int left, int bottom, int right); ~ScrollableWind( ); }; ScrollableWind::ScrollableWind (int t, int l, int b, int r):Window(t, l, b, r), hScrollbar(t, r+1, b-1, r), vScrollbar(b-1,l-1,b,r+1) { //... } 如果Window 、hScrollBar 和hScrollBar分别初始化 显示端口，则派生类ScrollableWind的对象就会多次 初始化显示端口，从而导致显示屏因多次初始化显示 端口出现多次闪烁。 Æ使用虚基类定义ScrollableWind
用多继承方式定义派生类Scrollable Wind class Scrollable Wind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar{ l public: Scrollable Wind(int top,int left,int bottom,int right); -Scrollable Wind(); }； ScrollableWind:Scrollable Wind (int t,int I,int b,int r):Window(t,I,b,r), HScrollbar(t,r+1,b-1,r),VScrollbar(b-1,1-1,b,r+1) .. 1.多继承派生类的定义： class Derived::基类1，基类2，.{ public }; private protected 2.派生类对象多次初始化同一基类数据成员问题。 6
6 用多继承方式定义派生类 用多继承方式定义派生类ScrollableWind ScrollableWind class ScrollableWind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar{ //... public: ScrollableWind(int top, int left, int bottom, int right); ~ScrollableWind( ); }; ScrollableWind::ScrollableWind (int t, int l, int b, int r): Window(t, l, b, r), HScrollbar(t, r+1, b-1, r),VScrollbar(b-1,l-1,b,r+1) { //... } 1. 多继承派生类的定义： class Derived: 基类 1， 基类 2，…{ }; 2. 派生类对象多次初始化同一基类数据成员问题。 public private protected
派生类对象多次初始化同一基类数据成员问题 假设【例8.1】中，类Window、HScrollbar、VScrollbari都是从同一个基类Port 派生，即： class Port{/*...*; class Window:public Port{/*..* class HScrollbar:public Port{/*...*; class VScrollbar:public Port{/*...* class ScrollableWind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar {/*...*/) Port Port Port 祖先类 创建ScrollableWnd对象时， Port的构造函数通过3条不同 Window HScrollbar VScrollbar 父类 的路径，被调用了3次，从而 将显示端口初始化3次。即， 1个子类有3个同名祖先类， ScrollableWnd 子类 不符合实际！ Scrollable Wnd派生树图 7
7 派生类对象多次初始化同一基类数据成员问题 假设【例8.1】中，类Window 、HScrollbar 、VScrollbar都是从同一个基类Port 派生，即： class Port{ /*…*/}; class Window:public Port{ /*…*/}; class HScrollbar:public Port{ /*…*/}; class VScrollbar:public Port{ /*…*/}; class ScrollableWind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar{/*…*/}; 创建ScrollableWnd对象时， Port的构造函数通过 3条不同 的路径，被调用了 3次，从而 将显示端口初始化 3次。即， 1个子类有 3个同名祖先类， 不符合实际！ Port Port Port Window HScrollbar VScrollbar ScrollableWnd ScrollableWnd派生树图 祖先类 父类 子类
8.2虚基类 虚基类 Port 祖先类 如何实现：1个子类通 过3条不同的路径到达 Window HScrollbar VScrollbar 父类 同一个祖先类？即，创 建Scrollable Wnd对象 ScrollableWnd 子类 时，显示端口Port仅被 初始化1次？ ScrollableWnd派生树和存储空间 class Window:virtual public Port{/*...*; class HScrollbar:public virtual Port{/*...*; virtual和派生方式可以互换位置 class VScrollbar:public virtual Port{/*...*); class Scrollable Wind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar (/*..* 上二页 下二页 8
8 8.2 虚基类 如何实现：1个子类通 过3条不同的路径到达 同一个祖先类？即，创 建ScrollableWnd对象 时，显示端口Port仅被 初始化1次？ Port Window HScrollbar VScrollbar ScrollableWnd ? 祖先类 父类 子类 ScrollableWnd派生树和存储空间 class Window:virtual public Port{ /*…*/}; class HScrollbar:public virtual Port{ /*…*/}; class VScrollbar:public virtual Port{ /*…*/}; class ScrollableWind:public Window,public HScrollbar,public VScrollbar{/*…*/}; 虚基类 virtual和派生方式可以互换位置 上一页 下一页
虚基类使用说明 1.仅用于多继承，因为同一个类不能多次作为某个派生类的直 接基类，但可多次作为其间接基类，从而引起存储空间的浪 费和其他问题。 2.同一颗派生树中的同名虚基类，共享同一个存储空间；其构 造函数和析构函数仅执行1次；且构造函数尽可能最早执行， 而析构函数尽可能最晚执行。回上页 3.如果虚基类与基类同名，则它们将分别拥有各自的存储空 间，只有同名虚基类才共享存储空间，而同名基类则拥有各 自的存储空间。 4.虚基类和基类同名必然会导致二义性访问，编译程序会对这 种二义性访问提出警告。当出现这种情况时，要么将基类说 明为对象成员，要么将基类都说明为虚基类。分析【例83】 9
9 虚基类使用说明 1. 仅用于多继承，因为同一个类不能多次作为某个派生类的直 接基类，但可多次作为其间接基类，从而引起存储空间的浪 费和其他问题。 2. 同一颗派生树中的同名虚基类，共享同一个存储空间；其 构 造函数和析构函数仅执行 1 次，且构造函数尽可能最早执行， 而析构函数尽可能最晚执行。回上页 3. 如果虚基类与基类同名，则它们将分别拥有各自的存储空 间，只有同名虚基类才共享存储空间，而同名基类则拥有各 自的存储空间。 4. 虚基类和基类同名必然会导致二义性访问，编译程序会对这 种二义性访问提出警告。当出现这种情况时，要么将基类说 明为对象成员，要么将基类都说明为虚基类。分析【例8.3 】
【例8.3】说明虚基类的二义性访问问题。 #include void main(void) struct A { int a; Ee(0)月 A(int x){a=x;} /cout长<"a="<e.a;/出现二义性？ cout<<"a="<<e.B::a; struct B:Af cout<<"a="<<e.D::a; 输出： B(int x):A(x){ a=5 a=0 struct C{ C(){} 为 为解决e.a产生的二义性，要么将E struct D:virtual A,Cf 的基类B说明为对象成员，要么将 D(int x):A(x) B的基类A说明为虚基类。若将B的 }； 基类A说明为虚基类，则e.a、 struct E:B,D{ E(int x):A(x),B(+5),D(x+10){} e.B:a及e.D:a都表示虚基类A的 成员a。 10
10 【 例8.3 】说明虚基类的二义性访问问题。 说明虚基类的二义性访问问题。 #include struct A{ int a; A(int x) { a=x; } }; struct B: A{ B(int x):A(x) { } }; struct C{ C( ) { } }; struct D: virtual A, C{ D(int x):A(x) { } }; struct E: B, D{ E(int x):A(x), B(x+5), D(x+10) { } }; void main(void) { E e(0); //cout<<"a="<<e.a; cout<<"a="<<e.B::a; cout<<"a="<<e.D::a; } 输出： a=5 a=0 为解决e.a产生的二义性，要么将 E 的基类 B说明为对象成员，要么将 B的基类 A说明为虚基类。若将 B 的 基类 A说明为虚基类，则e.a 、 e.B::a 及e.D::a都表示虚基类 A 的 成员a 。 //出现二义性 ？
83派生类成员一 同名问题 当派生类有多个基类或虚基类时，基类或虚基类的 成员之间可能出现同名；派生类和基类或虚基类的 成员之间也可能出现同名。 ■ 当多个数据成员或函数成员的名称相同时，必须通 过面向对象的作用域解析，或者用作用域运算符：指 定要访问的成员，否则就会引起二义性问题。 。基类成员间的同名问题【例82】 。派生类成员与基类成员同名问题【例84】 ·虚基类与基类的成员同名问题【例85】 11
11 当派生类有多个基类或虚基类时，基类或虚基类的 成员之间可能出现同名；派生类和基类或虚基类的 成员之间也可能出现同名。 当多个数据成员或函数成员的名称相同时，必须通 过面向对象的作用域解析，或者用作用域运算符::指 定要访问的成员，否则就会引起二义性问题。 基类成员间的同名问题 【例8.2】 派生类成员与基类成员同名问题【例8.4】 虚基类与基类的成员同名问题【例8.5】 8.3 派生类成员——同名问题