大话C++语言：类继承与派生

摘要：类继承（Class Inheritance）是面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）中的一个核心概念。它允许我们创建一个新的类（子类或派生类），该类继承了另一个已存在的类（父类或基类）的属性和方法。这样，子类可以重用父类

类继承（Class Inheritance）是面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）中的一个核心概念。它允许我们创建一个新的类（子类或派生类），该类继承了另一个已存在的类（父类或基类）的属性和方法。这样，子类可以重用父类的代码，而无需重新编写。

为什么会有类的继承呢？包括以下原因：

代码重用：继承允许我们创建一个新的类，这个新类继承自一个已存在的类，从而重用那个类的代码。这意味着我们不需要从头开始编写所有代码，而是可以继承已有的代码，并在此基础上进行扩展或修改。这大大提高了代码的可重用性和开发效率。扩展性：通过继承，我们可以创建更具体的子类，这些子类不仅包含父类的功能，还可以添加新的功能或覆盖父类的功能。这使得我们能够创建更灵活、更适应特定需求的类。例如，我们可以有一个表示一般形状的基类（如Shape），然后创建继承自Shape的子类来表示特定的形状（如Circle、Rectangle等）。多态性：继承是多态性的一个关键组件。多态性意味着允许不同类型的对象对同一消息做出不同的响应。通过子类覆盖父类的方法，我们可以实现多态，这样当使用父类引用指向子类对象时，将调用子类的方法而不是父类的方法。这提供了更大的灵活性和可扩展性。组织代码：继承有助于组织代码，使其更加清晰和易于理解。通过将相似的功能或行为封装在基类中，并在需要时进行扩展或特化，我们可以创建一个结构良好、易于维护的代码库。构建复杂的层次结构：在现实世界中，很多事物都有层次结构关系。例如，动物是一个基类，而狗、猫等是动物类的子类。通过使用继承，我们可以模拟这种层次结构，并在代码中反映出来。这有助于创建更复杂、更逼真的模型。促进软件设计原则：继承是面向对象设计原则（如单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则等）的重要实现手段。通过合理地使用继承，我们可以遵循这些原则，从而创建出更加健壮、可扩展和可维护的软件系统。

基类（Base Class）是一个被其他类继承的类。在C++中，基类的定义与其他类的定义非常相似，但它被设计为被其他类继承。基类通常包含一些公共的（public）和保护的（protected）成员变量和成员函数，这些成员可以被派生类访问和使用。基类提供了一种代码重用和扩展的机制，允许派生类继承基类的属性和行为，并添加或覆盖自己的特定实现。

基类的定义语法格式如下：

class BaseClass {public:// 公共构造函数BaseClass {// 初始化代码}// 公共析构函数（通常声明为虚函数）virtual ~BaseClass {// 清理代码}// 公共成员函数void publicFunction {// 公共成员函数的实现}protected:// 受保护的成员变量int protectedVariable;// 受保护的成员函数void protectedFunction {// 受保护成员函数的实现}private:// 私有成员变量int privateVariable;// 私有成员函数void privateFunction {// 私有成员函数的实现}};

其中，

virtual 关键字用于声明析构函数为虚函数。这允许在删除指向派生类对象的基类指针时，调用正确的析构函数（派生类的析构函数），从而正确释放资源。public 部分声明了公共构造函数 BaseClass 和公共成员函数 publicFunction。这些成员可以被任何对象（包括派生类对象）访问。protected 部分声明了一个受保护的成员变量 protectedVariable 和一个受保护的成员函数 protectedFunction。这些成员可以被派生类访问，但不能被派生类对象或基类对象之外的其他代码访问。private 部分声明了一个私有成员变量 privateVariable 和一个私有成员函数 privateFunction。这些成员只能被基类自身访问，不能被派生类或其他代码访问。

派生类（Derived Class）继承自一个或多个已有的类（称为基类或父类）。派生类继承了基类的所有公有（public）和保护（protected）成员（包括属性和方法），并可以添加新的成员或重写（override）基类的成员。

派生类的主要目的是实现代码的重用和扩展性。通过继承基类，派生类可以自动拥有基类中的所有非私有成员，这意味着派生类不需要重新实现这些成员，从而减少了代码量。同时，派生类还可以添加自己的新成员，以满足特定的需求。

派生类定义的语法格式如下：

// 基类定义class BaseClass {public:// 基类的构造函数BaseClass;// 基类的析构函数virtual ~BaseClass; // 基类的公有成员void publicFunction;protected:// 基类的受保护成员int protectedVariable;private:// 基类的私有成员int privateVariable;};// 派生类定义class DerivedClass : access_modifier BaseClass {public:// 派生类的构造函数DerivedClass;// 派生类的析构函数virtual ~DerivedClass;// 派生类的公有成员void anotherPublicFunction;protected:// 派生类的受保护成员int anotherProtectedVariable;private:// 派生类的私有成员int anotherPrivateVariable;// 如果需要，可以在这里初始化基类成员using BaseClass::baseMemberFunction; // 访问基类中的成员// 重写基类中的虚函数void virtualFunction override;};// 派生类的构造函数实现DerivedClass::DerivedClass : BaseClass {// 派生类构造函数的初始化列表，可以调用基类的构造函数// 初始化派生类特有的成员}// 派生类的析构函数实现DerivedClass::~DerivedClass{// 清理派生类特有的资源}// 派生类成员函数的实现void DerivedClass::anotherPublicFunction {// 实现派生类的另一个公有成员函数}// 重写基类虚函数的实现void DerivedClass::virtualFunction {// 实现重写的虚函数}

其中， access_modifier指定继承方式，包括public、protected 或 private三种方式。