【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用（头歌实践教学平台习题）【合集】
目录😋
实验目的
相关知识
一、类的继承关系基础概念
二、不同继承方式下对基类成员的访问控制
三、利用虚基类解决二义性问题
实验任务
实验步骤
编程要求
测试说明
通关代码
测试结果
实验目的
- 学习声明和使用类的继承关系，声明派生类
- 熟悉不同继承方式下对基类成员的访问控制
- 学习利用虚基类解决二义性问题
相关知识
为了完成本关任务，你需要掌握：
- 类的继承关系基础概念
- 不同继承方式下对基类成员的访问控制
- 利用虚基类解决二义性问题
一、类的继承关系基础概念
- 继承的定义：继承是面向对象编程中的一个重要特性，它允许创建一个新类（派生类）从一个现有类（基类）派生而来。派生类继承了基类的成员变量和成员函数，就好像孩子继承了父母的某些特征一样。这样可以实现代码的复用，减少重复代码的编写。
- 声明派生类的语法（以 C++ 为例）：
基本语法是在派生类的定义中，在类名后面加上冒号和继承方式，再跟基类名。例如：
class DerivedClass : public BaseClass { // 派生类的成员 };这里
DerivedClass是派生类，BaseClass是基类，public是继承方式。除了public，还有private和protected这两种继承方式。
二、不同继承方式下对基类成员的访问控制
- public 继承：
- 基类的
public成员在派生类中仍然是public，可以在派生类对象以及外部代码（通过派生类对象）中访问。基类的protected成员在派生类中仍然是protected，可以在派生类内部访问，但不能在外部代码（通过派生类对象）中访问。基类的private成员在派生类中不可直接访问，就好像被隐藏起来了。例如，如果
BaseClass有一个public函数publicFunction()，在DerivedClass（通过public继承自BaseClass）中可以像这样调用：class BaseClass { public: void publicFunction() { // 函数实现 } }; class DerivedClass : public BaseClass { public: void callBaseFunction() { publicFunction(); // 可以在派生类中调用基类的public函数 } };
- private 继承：
- 基类的
public和protected成员在派生类中都变为private。这意味着它们只能在派生类内部访问，外部代码（通过派生类对象）无法访问这些从基类继承来的成员。例如，对于
private继承：class DerivedClass : private BaseClass { public: void callBaseFunction() { publicFunction(); // 可以在派生类内部调用基类的public函数 } }; // 但是在外部，以下代码是错误的 DerivedClass derivedObj; derivedObj.publicFunction(); // 无法访问，因为通过private继承，该函数在派生类中变为private
- protected 继承：
- 基类的
public成员在派生类中变为protected，protected成员在派生类中仍然是protected。这意味着这些成员可以在派生类内部以及派生类的派生类（下一层派生类）中访问，但不能被外部代码（通过派生类对象）访问。
三、利用虚基类解决二义性问题
- 二义性问题的产生：
- 当一个派生类有多个基类，并且这些基类又有共同的基类（间接基类）时，就可能产生二义性。例如，有一个类
Base，类Derived1和Derived2都继承自Base，然后有一个类MultiDerived同时继承自Derived1和Derived2。如果Base中有一个成员函数func()，当在MultiDerived中访问func()时，编译器不知道应该从Derived1还是Derived2路径来访问这个func()，就产生了二义性。- 虚基类的概念和作用：
- 虚基类是为了解决这种多继承中的二义性问题而引入的。在继承时将共同的基类声明为虚基类，这样在派生类中就只有一份共同基类的副本。
声明虚基类的语法（以 C++ 为例）：在继承层次结构中，将共同的基类声明为虚基类，在继承时使用
virtual关键字。例如：class Base { // 基类的成员 }; class Derived1 : virtual public Base { // 派生类的成员 }; class Derived2 : virtual public Base { // 派生类的成员 }; class MultiDerived : public Derived1, public Derived2 { // 此时在MultiDerived中访问Base的成员不会产生二义性 };通过将
Base声明为Derived1和Derived2的虚基类，在MultiDerived中就只有一个Base的实例，从而避免了访问Base成员时的二义性。
实验任务
参考实验指导书第七章的实验任务4：
- 从实验 6 中的 people（人员）类派生出 student （学生）类，
添加属性：班号 char classNO[7]；- 从 people 类派生出teacher（教师）类，
添加属性：职务 char principalship[11]、部门 char department[21]。- 从 student 类中派生出 graduate（研究生）类，
添加属性：专业 char subject[21]、导师 teacher adviser；- 从 graduate 类和 teacher 类派生出 TA（助教生）类，
注意虚基类的使用。重载相应的成员函数，测试这些类。（类之间的关系如下图所示。）
实验步骤
- 创建一个教师实例，姓名为Zheng Li，编号为1001，性别为Female，1978年1月1日生，身份证号为1234567890，职务为professor，部门为CST。
- 创建一个助教实例，姓名为Li Chao，编号为011401，性别为Male，1988年6月1日生，身份证号为12345619880601，职务为TA，部门为CST，班号为cst61，专业为computer science，导师为Zheng Li。
- 依次输出该助教的姓名，编号，部门，班号，专业和导师。
编程要求
根据提示，在右侧编辑器补充代码，并输出正确的值。
测试说明
平台会对你编写的代码进行测试：
预期输出：
TA name: Li Chao
No.: 011401
Department: CST
Class No.: cst61
Subject: computer science
Advisor: Zheng Li
开始你的任务吧，祝你成功！
通关代码
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class Date
{
public:
int year;
int month;
int day;
Date() {year = 1900; month = 1; day = 1;}
Date(int y, int m, int d) : year(y), month(m), day(d) {}
// Date(const Date& b) {year = b.year; month = b.month; day = b.day;}
};
class people
{
char name[11];
char number[7];
char sex[3];
Date birth;
char id[16];
public:
char* getName() {return name;}
char* getNumber() {return number;}
char* getSex() {return sex;}
Date getBirth() {return birth;}
char* getId() {return id;}
people() {}
people(const char* nm, const char* no, const char* gd, Date b, const char* i) : birth(b) {
strcpy(name, nm);
strcpy(number, no);
strcpy(sex, gd);
strcpy(id, i);
}
};
class teacher : virtual public people
{
char principalship[11];
char department[21];
public:
char* getPs() {return principalship;}
char* getDpm() {return department;}
teacher() {}
teacher(const char* ps, const char* dpm) {
strcpy(principalship, ps);
strcpy(department, dpm);
}
teacher(const char* nm, const char* no, const char* gd, Date b, const char* i, const char* ps, const char* dpm) : people(nm, no, gd, b, i) {
strcpy(principalship, ps);
strcpy(department, dpm);
}
};
class student : virtual public people
{
char classNO[7];
public:
char* getClassNO() {return classNO;}
student() {}
student(const char* cln) {strcpy(classNO, cln);}
student(const char* nm, const char* no, const char* gd, Date b, const char* i, const char* cln) : people(nm, no, gd, b, i) {
strcpy(classNO, cln);
}
};
class graduate : public student
{
char subject[21];
teacher adviser;
public:
char* getSubject() {return subject;}
teacher getAdviser() {return adviser;}
graduate() {}
graduate(const char* sbj, teacher adv) : adviser(adv) {strcpy(subject, sbj);}
graduate(const char* cln, const char* sbj, teacher adv) : student(cln), adviser(adv) {strcpy(subject, sbj);}
graduate(const char* nm, const char* no, const char* gd, Date b, const char* i, const char* cln, const char* sbj, teacher adv) :
student(nm, no, gd, b, i, cln), adviser(adv) {strcpy(subject, sbj);}
};
class TA : public graduate, public teacher
{
public:
TA() {}
TA(const char* nm, const char* no, const char* gd, Date b, const char* i, const char* ps, const char* dpm, const char* cln, const char* sbj, teacher adv) :
people(nm, no, gd, b, i), teacher(ps, dpm), graduate(cln, sbj, adv) {}
};
int main()
{
/********** Begin **********/
teacher ad("Zheng Li","1001","Female",Date(1978,1,1),"1234567890","professor","CST");
TA ta ("Li Chao","011401","Male",Date(1988,6,1),"12345619880601","TA","CST","cst61","computer science",ad);
/********** End **********/
cout << "TA name: " << ta.getName() << endl;
cout << "No.: " << ta.getNumber() << endl;
cout << "Department: " << ta.getDpm() << endl;
cout << "Class No.: " << ta.getClassNO() << endl;
cout << "Subject: " << ta.getSubject() << endl;
cout << "Advisor: " << ad.getName() << endl;
return 0;
}
测试结果
