C++ Inheritance

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2023-12-01

面向对象编程中最重要的概念之一是继承。继承允许我们根据另一个类定义一个类，这使得创建和维护应用程序变得更容易。这也提供了重用代码功能和快速实现时间的机会。

在创建类时，程序员可以指定新类应该继承现有类的成员，而不是编写全新的数据成员和成员函数。此现有类称为base类，新类称为derived类。

继承的想法实现了is a关系。例如，哺乳动物IS-A动物，狗IS-A哺乳动物因此也是狗IS-A动物等等。

基础和派生类

一个类可以从多个类派生，这意味着它可以从多个基类继承数据和函数。为了定义派生类，我们使用类派生列表来指定基类。类派生列表命名一个或多个基类，并具有以下形式 -

class derived-class: access-specifier base-class

其中access-specifier是public, protected,或private ，而base-class是先前定义的类的名称。如果未使用访问说明符，则默认情况下它是私有的。

考虑一个基类Shape及其派生类Rectangle ，如下所示 -

#include <iostream>
using namespace std;
// Base class
class Shape {
   public:
      void setWidth(int w) {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h) {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};
// Derived class
class Rectangle: public Shape {
   public:
      int getArea() { 
         return (width * height); 
      }
};
int main(void) {
   Rectangle Rect;
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
   // Print the area of the object.
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
   return 0;
}

编译并执行上述代码时，会产生以下结果 -

Total area: 35

访问控制和继承

派生类可以访问其基类的所有非私有成员。因此，派生类的成员函数不应该可以访问的基类成员应该在基类中声明为private。

我们可以根据以下方式汇总不同的访问类型 - 谁可以通过以下方式访问它们 -

访问	上市	保护	私人的
Same class	yes	yes	yes
派生类	yes	yes	no
Outside classes	yes	no	no

派生类继承所有基类方法，但以下情况除外 -

基类的构造函数，析构函数和复制构造函数。
重载基类的运算符。
基类的朋友功能。

继承类型

从基类派生类时，可以通过public, protected或private继承继承基类。继承类型由access-specifier指定，如上所述。

我们几乎不使用protected或private继承，但通常使用public继承。使用不同类型的继承时，应用以下规则 -

Public Inheritance - 从public基类派生类时，基类的public成员成为派生类的public成员，基类的protected成员成为派生类的protected成员。基类的private成员永远不能直接从派生类访问，但可以通过调用基类的public成员和protected成员来访问。
Protected Inheritance - 从protected基类派生时，基类的public成员和protected成员将成为派生类的protected成员。
Private Inheritance - 从private基类派生时，基类的public成员和protected成员将成为派生类的private成员。

多重继承

C ++类可以从多个类继承成员，这里是扩展语法 -

class derived-class: access baseA, access baseB....

访问权限是public, protected,或private并且将为每个基类提供，并且它们将用逗号分隔，如上所示。让我们尝试以下示例 -

#include <iostream>
using namespace std;
// Base class Shape
class Shape {
   public:
      void setWidth(int w) {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h) {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};
// Base class PaintCost
class PaintCost {
   public:
      int getCost(int area) {
         return area * 70;
      }
};
// Derived class
class Rectangle: public Shape, public PaintCost {
   public:
      int getArea() {
         return (width * height); 
      }
};
int main(void) {
   Rectangle Rect;
   int area;
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
   area = Rect.getArea();
   // Print the area of the object.
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
   // Print the total cost of painting
   cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;
   return 0;
}

编译并执行上述代码时，会产生以下结果 -

Total area: 35
Total paint cost: $2450