繼承

講師：洪安

繼承 Inheritance

繼承



您可以繼承某個基底（父）類別的定義並加以擴充，

而制訂出一個新的衍生（子）類別定義



例如：繪圖中最基本的點類別，您原先已定義好一 個Point2D類別，您繼承它並將其擴充為Point3D 類別



在繼承的關係中

 被繼承的類別：

 「父類別」（Parent class）或「基底類別」（Base class），

 繼承父類別的類別：

 「子類別」（Child class）或「衍生類別」（Derived class）

繼承概念的優點

3



類別再使用(程式碼再使用)



抽象化概念再使用



類別關係階層化

繼承的概念 (1/2)

靈長類 特徵(屬性)

- 手、足、脊椎、大拇指型態 行為:

- 育兒: 哺乳 - 使用工具

人類 黑猩猩 彌猴

 人類是靈長類的一 種

 人類繼承了靈長類 應有的特徵及行為

 人類繼承了靈長類

繼承的概念 (2/2)

5

員工(employee)

[屬性]: 姓名、年齡、年資、年薪

[動作]: 計算健保扣除額、計算所得稅

工人 課員 課長 主任 經理

繼承

繼承的階層

員工(employee)

[屬性]: 姓名、年齡、年資、年薪

[動作]: 計算健保扣除額、計算所得稅

工人 課員 課長 主任 經理

繼承

搬運工 作業員

包裝工 食料調製工

包裝工繼承了員工、工人、作業員 的所有特性

特性的再使用、新增與修改 (1/2)

7

員工(employee)

[屬性]: 姓名、年齡、年資、年薪

[動作]: 計算健保扣除額、計算所得稅

工人 繼承

搬運工 作業員

包裝工 食料調製工 [屬性]加班時數

[動作] 職業訓練, 計算所得稅

New

New Override

請 問

包 裝

工 的

屬 性

與 動

作

特性的再使用、新增與修改 (2/2)

靈長類(上古狐猴)

人類 猩猩 猴子

[屬性]: 膚色

[動作] 直立行走 使用工具

New

New

Override

[動作] 手語

New

(3)

(1) 直接繼承 (2) 新增屬性或動作 (3) 修改屬性或動作

描述物件之間的關係

9



has-a

 Each man has two legs



is-a-kind-of

 工讀生是學校員工的一種

 人是一種靈長類

class man { Leg legs[2] ;

……

} ;

基底類別(base class)與衍生類別 (derived class)

靈長類(上古狐猴)

人類 猩猩 猴子

Base class (Parent class)

Derived class

(Child class) Derived class (Child class)

Derived class (Child class)

繼承 繼承 繼承

直接繼承

11



語法

class D 繼承了 class B

class B

class D class B {

int i ; //屬性 public: // 動作

void set_i(int n) { i = n;}

int get_i() { return i; } };class D: public B { } ;

Q: class D 有哪些資 料成員? 成員函數?

i

set_i(), get_i()

set_i(), get_i()

使用衍生類別

class B {….get_i(); …set_i(int n) ; ..} ; class D: public B { } ;

int main() { D ob ;

ob.set_i(10) ;

cout << ob.get_i() <<endl ; return 0;

}

試試看 2-12.cpp

新增成員

13

class OneDim{

int x ; public:

void setx(int n) { x = n ;}

void showx() {cout << x <<endl ; } } ;

class TwoDim: public OneDim{

int y ; //新增的data memeber public:

void sety(int n) { y = n ;} // 新增的member functions void showy() {cout << y << endl ; } //新增的functions } ;

int x; int y ; setx(int n) ; showx() ; sety(int n) ; showy() ;

class TwoDim的成員

使用class TwoDim

int main() { TwoDim td ;

td.setx(5) ; //基底類別 td.sety(10) ; //衍生類別 td.showx(); //基底類別 td.showy() ; //衍生類別 td.x = 10 ; td.y = 20 ;

return 0;

}

對外界(類別使用者)而言，TwoDim的成員 中哪些是 private? 哪些是 public?

(2_Dim.cpp)

int x; int y ; setx(int n) ; showx() ; sety(int n) ; showy() ;

class TwoDim的成員

在衍生類別中使用基底類別成員 (1/2)

15

class OneDim{

int x ; public:

void setx(int n) { x = n ;}

void showx() {cout << x <<endl ; } } ;

class TwoDim: public OneDim { int y;

public:

void setxy(int a, int b) { x= a; y = b ;}

void showxy() {cout << x << “ “ << y << endl ; } } ;

int x; int y ; setx(int n) ; showx() ;

setxy(int a, int b) ; showxy() ;

class TwoDim的成員

Q: 子類別可以取用

父類別中的私有成員?

在衍生類別中使用基底類別成員 (2/2)

class OneDim{

int x ; public:

void setx(int n) { x = n ;}

void showx() {cout << x <<endl ; } } ;

class TwoDim: public OneDime { int y;

public:

void setxy(int a, int b) { setx(a); y = b ;}

void showxy() { showx(); cout << y << endl ; } } ;

仔細觀察與上例有何差異?

(2_BaseDerived.cpp)

基底類別成員存取權

17

private public 基底類別

public 繼承

衍生類別

private public private

public

修改基底類別成員

Q: 寫出ThreeDim的成員?

class TwoDim { int x, y ; public:

void setxy(int a, int b) { x = a; y = b; }

void show() { cout << x << “ “ << y ;}

};

class ThreeDim : public TwoDim{

int z;

public:

void setxyz(int a, int b, int c) {setxy(a, b); z = c ; }

void show() { TwoDim::show(); cout << “ “ << z ;}

}; Override: 將基底類別的函數重新定義一次 (函數名稱、回傳值及參數均相同)

課堂練習 (2_3Dim.cpp)

19

Q1: 完成set(int a, int b, int c) Q2: 寫出ThreeDim的成員?

Q3: set()算不算override?

class TwoDim { int x, y ; public:

void set(int a, int b) { x = a; y = b; } void show() { cout << x << “ “ << y ;}

};

class ThreeDim : public TwoDim { int z;

public:

void set(int a, int b, int c) {…….}

void show() { TwoDim::show(); cout << “ “ << z ;}

};

使用保護成員 (1/2)

class OneDim { int x;

public:

void setx(int a) { x = a ; } void getx() { return x ; } } ;

class TwoDim:public OneDim { int y ;

void distance(TwoDim& pt) {

return sqrt(pow(getx()-pt.getx(),2)+pow(y-pt.y, 2)) ; }

… };

Q: 可否直接在TwoDim 取用x?

Q: 缺點?

想在衍生類別中直接使用基底類別的私 有成員，但是外界仍不可直接存取這個 成員

將私有成員改為保護成員

Ans

使用保護成員 (2/2)

21

class base { protected:

int a, b ; public:

void setab(int n, int m) { a= n ; b=m;}

} ;

class derived: public base { int c ;

public:

void setc(int n) {c = n ;}

void show() { cout << a << ‘ ‘ << b << ‘ ‘ << c <<endl ;}

} ;

課堂練習



2_Protect.cpp

 將TwoDim類別中的資 料成員宣告為

protected

 實作ThreeDim的成員 函數

 void setxyz(int a, int b, int c)

 直接設定TwoDim的資料 成員

公開繼承



class B : public A { // 實作

};



公開繼承時使用public來繼承基底類別，繼承下來的 成員在衍生類別中的權限變為如下：

基底類別 衍生類別

private 不繼承

protected protected

public public

23

保護繼承



class B : protected A { // 實作

};



保護繼承時使用protected來繼承基底類別，繼承下 來的成員在衍生類別中的權限變為如下：

基底類別 衍生類別

private 不繼承

protected protected public protected

私有繼承



class B : private A { // 實作

};



基底類別中的成員在被繼承之後，其權限如下所示：

基底類別 衍生類別

private 不繼承

protected private public private

25

class A

public:a1 protected: a2 private: a3 公開繼承

(public)

class B

public:a1 protected: a2 a3

保護繼承 (protected)

class C

protected:a1 protected: a2 a3

私有繼承 (private)

class D

private:a1 private: a2 a3

物件A

A.a1 A.a2 A.a3

物件 B

B.a1 B.a2

B.a3 物件 C

C.a1 C.a2

C.a3 物件D

D.a1 D.a2 D.a3

課堂練習



三種繼承 (2_ClassInheritance.cpp)

27