kok电子竞技

面向对象程序设计：继承与派生本课件主要讲解面向对象编程中继承与派生的概念，以及其在代码复用和代码组织方面的应用。什么是继承和派生？继承继承是一种创建新类（派生类）的方式，它会从现有的类（基类）中继承属性和方法。派生派生类是通过继承基类创建的，它拥有基类的所有属性和方法，同时可以添加新的属性和方法。关系继承和派生是一种“isa”关系，例如：猫是一种动物，猫继承了动物的属性和方法。继承的概念代码复用继承是一种面向对象编程中的重要机制，它允许创建新的类（子类）并从现有类（父类）继承属性和方法。通过继承，子类可以重用父类已有的代码，减少重复编写代码的工作量，提高代码的可维护性和可扩展性。代码组织继承可以将代码结构组织得更加清晰，便于理解和维护。例如，可以将不同的功能模块抽象成不同的类，并通过继承关系进行组织，使代码更加模块化。为什么需要继承代码复用继承可以重用父类代码，减少重复代码，提高开发效率。代码维护继承有助于集中管理代码，修改父类代码会自动影响子类，方便维护。代码组织继承可以构建类的层次结构，使代码更清晰，易于理解和管理。继承的特点1代码重用继承可以有效地减少代码冗余，提高代码复用率。2代码扩展继承可以扩展已有的类，添加新的功能和属性。3多态性继承是实现多态性的基。梢允钩绦蚋恿榛詈涂衫┱。4类型安全继承可以确保子类具有父类的特性，提高代码的安全性。继承的基本语法类名继承父类名子类继承父类，使用冒号（:）和继承关键字public、protected或private，例如：class子类名:父类名{...}。访问权限控制符继承访问控制符决定子类对父类成员的访问权限，包括public、protected和private。成员函数重写子类可以重写父类的成员函数，实现相同功能的不同实现。例如：virtualvoid函数名(){...}构造函数子类需要调用父类的构造函数来初始化继承的成员，使用冒号（:）和父类构造函数名，例如：子类名(参数):父类名(参数){...}单继承单继承一个子类只能继承自一个父类，子类只能获得父类的属性和方法。代码示例子类继承父类，并添加自己的属性和方法。多继承11.多个父类一个子类可以继承多个父类，从而获得多个父类的属性和方法。22.复杂关系多继承可以实现更复杂的继承关系，例如一个类可以同时继承“动物”和“植物”的特点。33.钻石问题多继承会导致“钻石问题”，即当多个父类都继承自同一个祖先类时，子类可能会出现属性和方法的冲突。继承的实现原理1代码复用继承是实现代码复用的重要机制。2派生类派生类继承基类的属性和方法。3内存分配派生类对象包含基类对象的成员。4成员访问派生类对象可以使用基类成员。继承通过在派生类中创建基类的副本来实现代码复用。派生类继承了基类的属性和方法，并可以添加自己的特性。在内存中，派生类对象包含基类对象的成员，允许派生类对象访问基类成员。派生的概念派生类派生类是对基类的一种扩展，并继承了基类的属性和方法。基类基类是派生类的基。峁┝艘蛔橥ㄓ玫氖粜院头椒，供派生类继承和扩展。派生的特点代码复用派生类可以继承基类的属性和方法，减少重复代码编写，提高代码效率。扩展功能派生类可以添加新的成员变量和方法，扩展基类的功能，实现更复杂的应用。代码组织派生类可以将代码组织成层次结构，提高代码可读性和可维护性。多态性派生类可以实现多态性，通过同一个接口调用不同的方法，实现不同的功能。派生的基本语法1class派生类名:继承方式基类名定义派生类2派生类名对象名;创建派生类对象3对象名.成员函数名(参数);访问成员函数派生类的语法基于继承方式、基类名和派生类名。定义派生类并创建对象后，可以使用对象访问成员函数。这些语法规则使派生类能够继承基类的属性和行为，并在此基础上进行扩展和定制。私有继承访问限制基类成员在派生类中不可访问。代码隐藏派生类无法直接使用基类成员，提高代码封装性。安全性防止派生类误用基类成员，提高程序安全性。保护继承访问权限保护继承允许派生类访问基类的保护成员，但不能直接访问基类的私有成员。派生类的成员函数可以访问基类的保护成员，但派生类对象本身不能访问。应用场景保护继承常用于创建库或框架，使派生类能够访问基类的受保护成员，但防止外部代码直接访问。这有助于维护代码的封装性，并确保派生类能够正确地使用基类的功能。公有继承访问权限基类成员在派生类中保持相同的访问权限。继承关系派生类可以访问基类的所有公有成员。代码示例通过使用冒号和关键字public表示继承关系。虚函数动态绑定虚函数在运行时根据对象类型进行动态绑定。多态实现虚函数是实现多态性的关键机制，允许不同对象类型以统一的方式进行调用。基类定义在基类中使用关键字virtual声明虚函数，使其在派生类中可以被重写。子类重写派生类可以根据需要重写基类的虚函数，以实现不同的行为。纯虚函数定义纯虚函数是在基类中声明但没有定义的函数。它用"=0"来标记。纯虚函数的目的是强制派生类实现该函数，以确保多态行为。语法在函数声明后面添加"=0"。例如：virtualvoidfunc()=0;。作用纯虚函数用于定义接口，让派生类必须实现它。纯虚函数不能被调用，它只是为了定义接口而存在。举例例如，一个抽象的Shape类可以定义一个纯虚函数getArea()，让所有派生类（如Circle、Square）都必须实现自己的getArea()函数。抽象类抽象类是不能被实例化的类。包含一个或多个纯虚函数。作为其他类的基础或模板。定义了子类的共同行为和属性。接口概述1抽象类型接口是一种抽象类型，不包含数据成员，只包含纯虚函数。它描述的是一组行为，而不是具体实现。2规范行为接口定义了类应该提供哪些方法，以及这些方法的调用方式，但并不提供具体的实现细节。3实现与继承任何类可以实现一个接口，实现接口的类需要提供接口中所有纯虚函数的具体实现。4多态性接口支持多态性，不同类可以实现同一个接口，使用同一个接口进行操作。接口的特点抽象定义接口只定义方法，不实现。类似于合同，规定方法名称、参数和返回值，但不提供具体实现。多重继承一个类可以实现多个接口，方便扩展功能，避免单继承的限制。灵活设计接口提供了一种灵活的设计方式，可以通过实现不同的接口来实现相同的功能，增强代码可维护性。多态实现通过接口，可以实现多态性，即用同一接口调用不同的实现，提高代码可复用性。接口的语法1接口定义使用interface关键字定义接口，定义接口的成员。2成员类型接口成员只能是抽象方法，不能有成员变量或具体方法。3实现接口使用implements关键字实现接口，并实现接口中的所有抽象方法。抽象类与接口的区别抽象类可以包含数据成员和成员函数，并且成员函数可以有实现。接口只包含抽象方法，不能包含数据成员，也不能实现成员函数。应用场景抽象类用于定义公共接口，并提供部分实现。接口用于定义规范，没有实现。多态的概念多种形态同一个操作，在不同的对象上表现出不同的行为。代码复用通过多态，减少代码重复，提高代码可读性。灵活性允许程序在运行时根据对象类型执行不同的操作。设计原则多态是面向对象编程的重要设计原则之一。多态的表现形式11.编译时多态编译时多态，也称为静态多态，在编译阶段就确定了要调用的函数，常见于函数重载。22.运行时多态运行时多态，也称为动态多态，在运行阶段才能确定要调用的函数，常见于虚函数和继承。33.重载重载是指在同一作用域中，允许存在多个同名函数，但函数的参数列表不同。44.覆盖覆盖是指在派生类中重新定义基类的虚函数，它们具有相同的函数名和参数列表。虚函数与多态虚函数虚函数允许子类重新定义基类的行为。它使用关键字virtual声明。在基类中，虚函数是一个占位符，具体实现由子类决定。多态多态是指同一操作在不同对象上表现出不同的行为。通过虚函数，我们可以实现运行时多态。子类可以根据具体情况重写基类的虚函数。动态绑定运行时确定动态绑定，也称为后期绑定，是指在程序运行时才确定要调用的函数。虚函数表通过虚函数表实现，记录了每个对象类型对应的方法地址。多态性基础动态绑定是实现多态性的重要机制，让代码更灵活、易于扩展。应用场景分析面向对象编程继承与派生是面向对象编程的核心概念，广泛应用于软件开发的各个方面。例如，在游戏开发中，可以利用继承来创建不同类型的角色，例如玩家、敌人和非玩家角色。图形界面设计继承与派生在图形界面设计中也有重要的应用，可以用于创建各种类型的窗口、按钮和菜单。例如，可以从一个基础按钮类派生出不同的按钮类型，例如文本按钮、图片按钮和下拉菜单按钮。继承与派生的注意事项11.避免循环继承循环继承会导致死循环，导致程序崩溃。例如，类A继承类B，类B继承类A，会造成循环继承。22.避免多重继承多重继承容易造成继承关系混乱，维护难度大。建议使用接口代替多重继承。33.注意继承的访问权限私有继承只允许派生类访问基类的私有成员，保护继承允许派生类和子类访问基类的保护成员，公有继承允许所有类访问基类的公有成员。44.避免滥用继承继承应该用于代码复用，而不是实现功能。如果两个类之间没有“is-a”关系，则不建议使用继承。本课程小结本课程深入讲解了继承和派生的概念、特点、语法及应用场景。重点介绍了继承与派生的关系，以及虚函数、抽象类和接口等重要概念。