C++实验五 继承与派生的应用 课程 实验报告

实验报告的主题是“C++实验五 继承与派生的应用”，主要涵盖了C++面向对象编程中的核心概念，包括继承和派生。本实验旨在帮助学生深入理解和掌握以下几个关键知识点： 1. **继承和派生的含义**：继承是面向对象编程的一个基本特性，它允许一个类（派生类）从另一个类（基类）继承属性和行为。这种机制有助于代码复用，减少冗余，并实现类之间的层次结构。 2. **单继承和多继承的声明方法**：单继承是指一个派生类只从一个基类继承，而多继承则是指一个派生类可以继承多个基类。在C++中，通过`:`符号来声明继承，例如`class Derived : access_specifier Base`，其中`access_specifier`可以是`public`、`protected`或`private`，表示继承的访问级别。 3. **访问控制方式**：在不同继承方式下，基类的成员在派生类中的访问权限会有所不同。`public`继承保持基类的公共成员在派生类中的访问性不变，`protected`继承使基类的保护成员在派生类中变为保护，`private`继承则使基类的公有和保护成员在派生类中变为私有。 4. **构造函数和析构函数的使用**：派生类可以覆盖基类的构造函数，以满足特定的初始化需求。同样，析构函数用于清理对象，派生类的析构函数通常调用基类的析构函数以确保正确地清理所有资源。 5. **继承中的二义性问题**：当派生类从两个或多个基类继承了同名的成员或函数时，可能出现二义性。为解决此问题，可以使用作用域解析运算符`::`来明确指定调用哪个基类的成员，或者使用虚函数。 6. **虚基类的定义和使用**：在多继承中，如果一个基类被多个派生类间接继承，可能会出现多次实例化的问题。通过使用虚基类，可以确保基类只有一个实例，从而避免二义性和内存浪费。 在实验内容部分，有两个必须完成的任务： 1. 定义了一个长方形类，包含长和宽，以及相关的成员函数。然后，创建了一个长方体类，它继承自长方形类，并增加了高度和计算体积的函数。在主函数中，通过实例化长方体对象并输出体积，展示了继承的概念。 2. 设计了一个基类`Person`，派生出`Student`和`Teacher`类。`Student`类添加了学号，`Teacher`类增加了职称。接着，创建了一个`Graduate`类，它同时继承自`Teacher`和`Student`，并具有研究方向。这里使用了虚基类`Person`，以确保`Person`只有一个实例。各个类都有相应的构造函数、析构函数和显示信息的函数，主函数中创建`Graduate`对象进行展示。 实验还提供了一个选做任务，即习题9，具体内容未给出，但可能涉及到更复杂的继承和派生场景。 这个实验旨在通过实际操作加深对C++继承和派生的理解，特别是它们在构建类层次结构中的应用，以及如何处理与之相关的访问控制、构造/析构、二义性等问题。通过完成实验，学生能够更好地运用面向对象编程原则来设计和实现复杂的数据结构。