C++衍生類別與基類的轉換規則

來源:互聯網
上載者:User

只有公用衍生類別才是基類真正的子類型,它完整地繼承了基類的功能。基類與衍生類別對象之間有賦值相容關係,由於衍生類別中包含從基類繼承的成員,因此可以將衍生類別的值賦給基類對象,在用到基類對象的時候可以用其子類對象代替。
具體表現在以下幾個方面
衍生類別對象可以向基類對象賦值。
可以用子類(即公用衍生類別)對象對其基類對象賦值。如
A a1; //定義基類A對象a1
B b1; //定義類A的公用衍生類別B的對象b1
a1=b1; //用衍生類別B對象b1對基類對象a1賦值
在賦值時捨棄衍生類別自己的成員。
實際上,所謂賦值只是對資料成員賦值,對成員函數不存在賦值問題。請注意: 賦值後不能企圖通過對象a1去訪問衍生類別對象b1的成員,因為b1的成員與a1的成員是不同的。
假設age是衍生類別B中增加的公用資料成員,分析下面的用法:
a1.age=23;//錯誤,a1中不包含衍生類別中增加的成員
b1.age=21; //正確,b1中包含衍生類別中增加的成員
應當注意,子類型關係是單向的、無法復原的。B是A的子類型,不能說A是B的子類型。
只能用子類對象對其基類對象賦值,而不能用基類對象對其子類對象賦值,理由是顯然的,因為基類對象不包含衍生類別的成員,無法對衍生類別的成員賦值。同理,同一基類的不同衍生類別對象之間也不能賦值。
衍生類別對象可以替代基類對象向基類對象的引用進行賦值或初始化。
如已定義了基類A對象a1,可以定義a1的引用變數:
A a1; //定義基類A對象a1
B b1; //定義公用衍生類別B對象b1
A& r=a1; //定義基類A對象的引用變數r,並用a1對其初始化
這時,引用變數r是a1的別名,r和a1共用同一段儲存單元。也可以用子類對象初始化引用變數r,將上面最後一行改為
A& r=b1;//定義基類A對象的引用變數r,並用衍生類別B對象b1//對其初始化
或者保留上面第3行“A& r=a1;”,而對r重新賦值:
r=b1;//用衍生類別B對象b1對a1的引用變數r賦值
注意: 此時r並不是b1的別名,也不與b1共用同一段儲存單元。它只是b1中基類部分的別名,r與b1中基類部分共用同一段儲存單元,r與b1具有相同的起始地址。
如果函數的參數是基類對象或基類對象的引用,相應的實參可以用子類對象。如有一函數 複製代碼 代碼如下:fun: void fun(A& r)//形參是類A的對象的引用變數
{
cout<<r.num<<endl;
} //輸出該引用變數的資料成員num
函數的形參是類A的對象的引用變數,本來實參應該為A類的對象。由於子類對象與衍生類別對象賦值相容,衍生類別對象能自動轉換類型,在調用fun函數時可以用衍生類別B的對象b1作實參: fun(b1); 輸出類B的對象b1的基類資料成員num的值。與前相同,在fun函數中只能輸出衍生類別中基類成員的值。
衍生類別對象的地址可以賦給指向基類對象的指標變數,也就是說,指向基類對象的指標變數也可以指向衍生類別對象。
例11.10 定義一個基類Student(學生),再定義Student類的公用衍生類別Graduate(研究生), 用指向基類對象的指標輸出資料。本例主要是說明用指向基類對象的指標指向衍生類別對象,為了減少程式長度,在每個類中只設很少成員。學生類只設num(學號),name(名字)和score(成績)3個資料成員,Graduate類只增加一個資料成員pay(工資)。
程式如下:
[code]
#include <iostream>
#include <string>
Graduate::Graduate(int n, string nam,float s,float p):Student(n,nam,s),pay(p){ }
using namespace std;
class Student//聲明Student類
{
public :
Student(int, string,float );//聲明建構函式
void display( );//聲明輸出函數
private :
int num;
string name;
float score;
};
Student::Student(int n, string nam,float s) //定義建構函式
{
num=n;
name=nam;
score=s;
}
void Student::display( )//定義輸出函數
{
cout<<endl<<″num:″<<num<<endl;
cout<<″name:″<<name<<endl;
cout<<″score:″<<score<<endl;
}
class Graduate:public Student//聲明公用衍生類別Graduate
{
public :
Graduate(int, string ,float ,float );//聲明建構函式
void display( );//聲明輸出函數
private :
float pay;//工資
};
//定義建構函式
void Graduate::display() //定義輸出函數
{
Student::display(); //調用Student類的display函數
cout<<″pay=″<<pay<<endl;
}
int main()
{
Student stud1(1001,″Li″,87.5); //定義Student類對象stud1
Graduate grad1(2001,″Wang″,98.5,563.5); //定義Graduate類對象grad1
Student *pt=&stud1;//定義指向Student類對象的指標並指向stud1
pt->display( ); //調用stud1.display函數
pt=&grad1; //指標指向grad1
pt->display( ); //調用grad1.display函數
}

很多讀者會認為: 在衍生類別中有兩個同名的display成員函數,根據同名覆蓋的規則,被調用的應當是衍生類別Graduate對象的display函數,在執行Graduate::display函數過程中調用Student::display函數,輸出num,name,score,然後再輸出pay的值。
事實上這種推論是錯誤的,先看看程式的輸出結果:
num:1001
name:Li
score:87.5
num:2001
name:wang
score:98.5
並沒有輸出pay的值。
問題在於pt是指向Student類對象的指標變數,即使讓它指向了grad1,但實際上pt指向的是grad1中從基類繼承的部分。
通過指向基類對象的指標,只能訪問衍生類別中的基類成員,而不能訪問衍生類別增加的成員。所以pt->display()調用的不是衍生類別Graduate對象所增加的display函數,而是基類的display函數,所以只輸出研究生grad1的num,name,score3個資料。
如果想通過指標輸出研究生grad1的pay,可以另設一個指向衍生類別對象的指標變數ptr,使它指向grad1,然後用ptr->display()調用衍生類別對象的display函數。但這不大方便。
通過本例可以看到: 用指向基類對象的指標變數指向子類對象是合法的、安全的,不會出現編譯上的錯誤。但在應用上卻不能完全滿足人們的希望,人們有時希望通過使用基類指標能夠調用基類和子類對象的成員。
我們會在下一講解決這個問題,辦法是使用虛函數和多態性

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