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C++多重、多层及层次继承

提示
  1. 多级继承：在C++中，不仅可以从基类派生出一个类，还可以从已派生的类再派生出新的类，这被称为多级继承。例如，类C从类B派生，而类B又从类A派生。
  2. 多重继承：C++支持从多个基类派生一个新的类，即一个类可以有多个父类。例如，类蝙蝠可以从类哺乳动物和类有翼动物派生。这种继承可能导致命名冲突和函数重写的歧义。
  3. 层次继承：当多个类从同一个基类派生时，这种继承关系被称为层次继承。例如，物理、化学、生物学类都从科学类派生。在层次继承中，基类的特性可以被所有派生类共享。

继承 是面向对象编程语言的核心特性之一。它允许软件开发者从现有类派生出新类。派生类继承了基类的特性。

C++ 编程中有多种继承模型。

C++ 多层继承​

在 C++ 编程中，不仅可以从基类派生出一个类，还可以从派生类派生出一个类。这种形式的继承被称为多层继承。

class A {
... .. ...
};
class B: public A {
... .. ...
};
class C: public B {
... ... ...
};

这里，类 B 是从基类 A 派生的，类 C 是从派生类 B 派生的。

示例 1：C++ 多层继承​

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
 public:
 void display() {
 cout<<"基类内容。";
 }
};

class B : public A {};

class C : public B {};

int main() {
 C obj;
 obj.display();
 return 0;
}

输出

基类内容。

在这个程序中，类 C 是从类 B 派生的（类 B 又是从基类 A 派生的）。

在 main() 函数中定义了类 C 的对象 obj。

当调用 display() 函数时，执行的是类 A 中的 display()。这是因为类 C 和类 B 中都没有 display() 函数。

编译器首先在类 C 中查找 display() 函数。由于该函数不存在，它在类 B 中查找（因为 C 是从 B 派生的）。

函数在类 B 中也不存在，所以编译器在类 A 中查找（因为 B 是从 A 派生的）。

如果 display() 函数存在于 C 中，编译器将覆盖类 A 的 display()（由于成员函数覆盖）。

C++ 多重继承​

在 C++ 编程中，一个类可以从多个父类派生。例如，类 Bat 是从基类 Mammal 和 WingedAnimal 派生的。这是有意义的，因为蝙蝠既是哺乳动物也是有翼动物。

C++ 多重继承示例

示例 2：C++ 编程中的多重继承​

#include <iostream>
using namespace std;

class Mammal {
 public:
 Mammal() {
 cout << "哺乳动物可以直接生育。" << endl;
 }
};

class WingedAnimal {
 public:
 WingedAnimal() {
 cout << "有翼动物可以振翅。" << endl;
 }
};

class Bat: public Mammal, public WingedAnimal {};

int main() {
 Bat b1;
 return 0;
}

输出

哺乳动物可以直接生育。
有翼动物可以振翅。

多重继承中的歧义​

在函数覆盖方面，多重继承最明显的问题发生在两个基类有相同的函数，而派生类中没有覆盖该函数。

如果您尝试使用派生类的对象调用该函数，编译器会显示错误。这是因为编译器不知道该调用哪个函数。例如，

class base1 {
 public:
 void someFunction( ) {....}
};
class base2 {
 void someFunction( ) {....}
};
class derived : public base1, public base2 {};

int main() {
 derived obj;
 obj.someFunction() // 错误！
}

这个问题可以通过使用作用域解析函数来指定调用 base1 或 base2 的函数来解决

int main() {
 obj.base1::someFunction( ); // 调用 base1 类的函数
 obj.base2::someFunction(); // 调用 base2 类的函数。
}

C++ 分层继承​

如果多个类从一个基类继承，这被称为分层继承。在分层继承中，所有子类中共有的特性都包含在基类中。

例如，物理学、化学、生物学都是从科学类派生的。同样，狗、猫、马都是从动物类派生的。

分层继承的语法​

class base_class {
 ... .. ...
}

class first_derived_class: public base_class {
 ... .. ...
}

class second_derived_class: public base_class {
 ... .. ...
}

class third_derived_class: public base_class {
 ... .. ...
}

示例 3：C++ 编程中的分层继承​

// C++ 程序演示分层继承

#include <iostream>
using namespace std;

// 基类
class Animal {
 public:
 void info() {
 cout << "我是一个动物。" << endl;
 }
};

// 派生类 1
class Dog : public Animal {
 public:
 void bark() {
 cout << "我是一只狗。汪汪。" << endl;
 }
};

// 派生类 2
class Cat : public Animal {
 public:
 void meow() {
 cout << "我是一只猫。喵。" << endl;
 }
};

int main() {
 // 创建 Dog 类的对象
 Dog dog1;
 cout << "狗类：" << endl;
 dog1.info(); // 父类的函数
 dog1.bark();

 // 创建 Cat 类的对象
 Cat cat1;
 cout << "\n猫类：" << endl;
 cat1.info(); // 父类的函数
 cat1.meow();

 return 0;
}

输出

狗类：
我是一个动物。
我是一只狗。汪汪。

猫类：
我是一个动物。
我是一只猫。喵。

这里，Dog 和 Cat 类都是从 Animal 类派生的。因此，这两个派生类都可以访问属于 Animal 类的 info() 函数。

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