C++是一門(mén)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，其中的派生機(jī)制是其重要的面向?qū)ο筇匦灾?。派生是建立在現(xiàn)有類(lèi)的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建一個(gè)新的類(lèi)的過(guò)程。在新類(lèi)中，可以利用父類(lèi)中定義的變量和方法，并且可以添加新的成員變量和方法。

下面我們來(lái)詳細(xì)地學(xué)習(xí)C++中的派生機(jī)制。

一、派生的類(lèi)型

C++支持以下幾種派生類(lèi)型：

1.公有派生: 在公有派生中，派生類(lèi)可以訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的公有成員和受保護(hù)成員，但不能訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的私有成員。公有派生通常用于向基類(lèi)添加新的特征和行為。

示例代碼如下：

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;  //公有成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        protected_var = b;  //受保護(hù)成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        // private_var = c;  //私有成員無(wú)法在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
    }
};

2.保護(hù)派生: 在保護(hù)派生中，派生類(lèi)可以訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的公有成員和受保護(hù)成員，但不能訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的私有成員。保護(hù)派生通常用于繼承，即將基類(lèi)的所有成員和方法都繼承到派生類(lèi)中。

示例代碼如下：

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;  //公有成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        protected_var = b;  //受保護(hù)成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        // private_var = c;  //私有成員無(wú)法在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
    }
};

3.私有派生: 在私有派生中，派生類(lèi)可以訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的公有成員和受保護(hù)成員，但不能訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)中的私有成員。私有派生通常用于“隱藏”繼承，即對(duì)基類(lèi)進(jìn)行改進(jìn)或擴(kuò)展，但不公開(kāi)基類(lèi)的接口。

示例代碼如下：

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;  //公有成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        protected_var = b;  //受保護(hù)成員可以在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
        // private_var = c;  //私有成員無(wú)法在派生類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)
    }
};

二、派生的語(yǔ)法

在C++中，派生的語(yǔ)法為：

class Derived_class : access_specifier Base_class {
    // 包含新成員和覆蓋的函數(shù)等
};

其中，Derived_class 是基于 Base_class 的派生類(lèi)。access_specifier 表示派生類(lèi)型，可以是 public、protected 或 private。新的成員和覆蓋的函數(shù)等是指在派生類(lèi)中添加的成員和方法。

示例代碼如下：

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(); //輸出 Base
    d.print(); //輸出 Derived

    return 0;
}

上述代碼中，Base 類(lèi)中定義了一個(gè) print() 方法，輸出 Base。Derived 類(lèi)繼承自 Base 類(lèi)，并定義了一個(gè)同名的 print() 方法，輸出 Derived。在 main 函數(shù)中，分別創(chuàng)建了 Base 類(lèi)和 Derived 類(lèi)的對(duì)象并分別調(diào)用了它們的 print() 方法。結(jié)果顯示，派生類(lèi)覆蓋了其基類(lèi)的同名方法。

三、多重繼承

C++還支持多重繼承，即一個(gè)派生類(lèi)從多個(gè)基類(lèi)派生而來(lái)。具體地，可以這樣建立一個(gè)派生類(lèi)：

class Derived : access_specifier Base1, access_specifier Base2, ... {
    // 包含新成員和覆蓋的函數(shù)等
};

其中，Derived 是一個(gè)派生類(lèi)，Base1、Base2 是兩個(gè)基類(lèi)，可以有多個(gè)基類(lèi)。access_specifier 表示該基類(lèi)在派生類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，可以是 public、protected 或 private。

示例代碼如下：

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 成員不能在派生類(lèi)之外的成員函數(shù)中訪(fǎng)問(wèn)
    }
};

int main()
{
    Derived d;
    d.print();

    return 0;
}

上述代碼中，定義了兩個(gè)基類(lèi) Base1 和 Base2，分別有各自的方法 print1() 和 print2()。派生類(lèi) Derived 繼承自 Base1 和 Base2，由于 Base2 的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限設(shè)置為 protected，在 Derived 中，只有成員函數(shù)可以訪(fǎng)問(wèn) Base2 中的成員。Derived 中定義的 print() 方法分別調(diào)用了 Base1 和 Base2 中的方法，結(jié)果顯示，多重繼承能夠在派生類(lèi)中同時(shí)使用多個(gè)基類(lèi)的成員，并進(jìn)行靈活的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限設(shè)置。

四、虛繼承

當(dāng)一個(gè)類(lèi)同時(shí)從多個(gè)基類(lèi)繼承，而這些基類(lèi)中又有共同的基類(lèi)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“二義性”的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，C++引入了虛繼承機(jī)制。

虛繼承使用關(guān)鍵字 virtual，它告訴編譯器，在繼承鏈中只保留一份共同的基類(lèi)，從而避免了多次繼承造成的冗余。另外，虛繼承還規(guī)定了一個(gè)虛基類(lèi)列表。虛基類(lèi)列表中的類(lèi)在繼承鏈中只繼承一次，并且會(huì)在最深層的派生類(lèi)中進(jìn)行初始化。

示例代碼如下：

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;
}

上述代碼中，定義了一個(gè)基類(lèi) Root，和兩個(gè)繼承了 Root 的派生類(lèi) A 和 B。類(lèi) C 同時(shí)從 A 和 B 繼承，它將 A 和 B 中的 i 合并為一份，并且在最深層的派生類(lèi) C 中進(jìn)行初始化。在 main 函數(shù)中，我們創(chuàng)建了類(lèi) C 的對(duì)象 c，并對(duì)它的成員變量 j 和 k 賦值，并通過(guò) sum() 方法計(jì)算它們的和。

五、派生類(lèi)和基類(lèi)的關(guān)系

派生類(lèi)和基類(lèi)之間存在以下關(guān)系：

• 派生類(lèi)包含的成員都是派生類(lèi)自己定義的，但它可以訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)的公有成員和受保護(hù)成員，也可以使用基類(lèi)中的方法。
• 派生類(lèi)的對(duì)象中包含了基類(lèi)的對(duì)象，即派生類(lèi)的對(duì)象中包含了基類(lèi)對(duì)象的成員。
• 派生類(lèi)的對(duì)象可以被看作是基類(lèi)的對(duì)象，即派生類(lèi)的對(duì)象可以直接賦值給基類(lèi)對(duì)象。

示例代碼如下：

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 成員不能直接在類(lèi)外部訪(fǎng)問(wèn)
    derived.print();  //基類(lèi)中的公有成員和受保護(hù)成員可以在派生類(lèi)對(duì)象中訪(fǎng)問(wèn)
    derived.additionalVar = 3;
    derived.printAdditionalVar();  //派生類(lèi)中的成員可以直接訪(fǎng)問(wèn)
    Base& base = derived;  //派生類(lèi)的對(duì)象可以賦值給基類(lèi)對(duì)象
    base.print();  //基類(lèi)中的成員可以在基類(lèi)對(duì)象中訪(fǎng)問(wèn)
    return 0;
}

上述代碼中，定義了一個(gè)基類(lèi) Base 和一個(gè)派生類(lèi) Derived。在 main 函數(shù)中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè) Derived 的對(duì)象 derived，可以看到它可以訪(fǎng)問(wèn)由其基類(lèi) Base 中繼承的成員變量和方法。同時(shí)，我們?yōu)?derived 對(duì)象中定義了一個(gè) additionalVar 成員，并定義了一個(gè)打印 additionalVar 的方法。接著，我們將 derived 對(duì)象賦值給了一個(gè) Base 類(lèi)型的引用 base，并通過(guò) base 訪(fǎng)問(wèn)了 Base 類(lèi)中的成員變量和方法。結(jié)果顯示了派生類(lèi)和基類(lèi)之間的關(guān)系。

六、總結(jié)

本文介紹了C++中的派生機(jī)制，包括公有派生、保護(hù)派生、私有派生、多重繼承和虛繼承等。同時(shí)，文章還介紹了派生類(lèi)和基類(lèi)之間的關(guān)系。理解并掌握派生機(jī)制，可以提高我們?cè)贑++編程中的應(yīng)用技能。

到此這篇關(guān)于一文帶你學(xué)習(xí)C++中的派生機(jī)制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++派生機(jī)制內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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