C++——继承、权限对继承的影响

目录

继承基本概念

编程示例

1.基类（父类）Person

代码特点说明

权限对类的影响

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编程示例 

1. 公有继承 (public inheritance)

2. 保护继承 (protected inheritance)

3. 私有继承 (private inheritance)

重要规则

实际应用

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继承基本概念

继承是面向对象编程（OOP）中的一个核心概念，特别是在C++中。它允许一个类（称为派生类或子类）继承另一个类（称为基类或父类）的属性和方法。继承的主要目的是实现代码重用，以及建立一种类型之间的层次关系。

特点

1. 代码重用：子类继承了父类的属性和方法，减少了代码的重复编写。

2. 扩展性：子类可以扩展父类的功能，添加新的属性和方法，或者重写（覆盖）现有的方法（属性不能被重写或覆盖）。

3. 多态性：通过继承和虚函数，C++支持多态，允许在运行时决定调用哪个函数。

编程示例

C++中类的继承机制，定义了一个基类(Person)和两个派生类(Student和Teacher)。

基类（父类）Person

以下使用一个编程案例体验一下继承，如有一个 Person（表示人的基本信息）类，包含两个成员变量：name 和 age。创建两个 Student 和 Teacher 类，分别表示学生和老师。众所周知，不管是老师还是学生都是人，都有名字和年龄。如果给这两个类都声明成员变量： name 和 age ，就会显得繁琐，这里就可以使用继承，将 Person 作为父类，Student 和 Teacher 作为子类并且用公有权限继承 Person（父类），使 Student 和 Teacher 可以使用 Person 类里的成员变量，减少代码的重复编写。

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;  // 使用标准命名空间

// 基类（父类）Person - 表示人的基本信息
class Person
{
public:  // 公有访问权限
    string name;  // 姓名属性
    int age;      // 年龄属性
};

// 派生类（子类）Student - 继承自Person类，表示学生
class Student : public Person  // 公有继承方式
{
public:
    string occupation;  // 学生特有的职业属性

    // 打印学生信息的方法
    void printfStudentMsg()
    {
        // 可以访问从Person继承的name和age，以及自身的occupation
        cout << "职业：" << occupation << "，姓名：" << name 
             << "，年龄：" << age << endl;
    }
};

// 派生类（子类）Teacher - 继承自Person类，表示教师
class Teacher : public Person  // 公有继承方式
{
public:
    string occupation;  // 教师特有的职业属性

    // 打印教师信息的方法
    void printfTeacherMsg()
    {
        // 可以访问从Person继承的name和age，以及自身的occupation
        cout << "职业：" << occupation << "，姓名：" << name 
             << "，年龄：" << age << endl;
    }
};

int main()
{
    // 创建Student对象
    Student stu;
    
    // 设置学生属性
    stu.name = "李白";         // 设置继承自Person的name属性
    stu.age = 18;              // 设置继承自Person的age属性
    stu.occupation = "学生";    // 设置Student特有的occupation属性
    stu.printfStudentMsg();     // 调用Student的打印方法

    // 创建Teacher对象
    Teacher t;
    
    // 设置教师属性（修正了原始代码中的错误赋值）
    t.name = "张三";           // 设置继承自Person的name属性
    t.occupation = "教师";     // 设置Teacher特有的occupation属性
    t.age = 26;                // 设置继承自Person的age属性
    t.printfTeacherMsg();       // 调用Teacher的打印方法

    return 0;
}

代码特点说明

1. 继承关系：

   • Person是基类，包含人的基本属性(name和age)

   • Student和Teacher是派生类，通过公有继承(public Person)获得Person的所有public成员

2. 派生类特点：

   • 继承了基类的所有public成员(name和age)

   • 添加了自己的特有成员(occupation)

   • 定义了自己的成员函数(printfStudentMsg和printfTeacherMsg)

3. 公有继承(public inheritance)特点：

   • 基类的public成员在派生类中仍然是public

   • 基类的protected成员在派生类中仍然是protected

   • 基类的private成员在派生类中不可直接访问

权限对类的影响

在C++中，访问控制符对继承的影响可以通过下表来清晰地展示。这个表格展示了不同类型的继承（ public 、 protected 、 private ）如何影响基类的不同类型成员（ public 、 protected 、private ）在派生类中的访问级别。

解释：

public 继承：基类的 public 成员在派生类中仍然是 public 的， protected 成员仍然是 protected 的。基类的 private 成员在派生类中不可访问。

protected 继承：基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变成 protected 的。基类的 private 成员在派生类中不可访问。

private 继承：基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变成 private 的。基类的 private 成员在派生类中不可访问。

这个表格提供了一个快速参考，帮助理解在不同类型的继承中基类成员的访问级别是如何变化的。记住，无论继承类型如何，基类的 private 成员始终不可直接在派生类中访问。

访问权限回顾

编程示例 

#include <iostream>
using namespace std;
//基类，父类
class Vehicle{ //交通工具，车,抽象的概念
public:
    string type;
    string contry;
    string color;
    double price;
    int numOfWheel;
protected:
    int protectedData;
private:
    int privateData;
public:
    void run(){
        cout << "车跑起来了" << endl;
    }
    void stop();
};
//私有继承测试
class TestClass : private Vehicle{
public:
    void tsetFunc(){
        price = 10; //基类的公有数据被私有继承后，在派生类中权限编程私有，只限在类内部使用
    }
};
//公有继承测试
class Truck : protected Vehicle{
public:
    void testFunc(){
        type = "数据测试"; //保持私有权限
        protectedData = 10; //保持私有权限
        privateData = 10; //报错了，基类的私有成员，不管哪种方式的继承都是不可访问的。
    }
};
//公有继承，基类的公有权限和保护权限不变，私有成员不能访问
class Bickle : public Vehicle{
public:
    void testFunc(){
        protectedData = 10;
    }
};
//派生类，子类
class Roadster : public Vehicle{ //跑车，也是抽象，比父类感觉上范围缩小了点
public:
    int stateOfTop;
    void openTopped();
    void pdrifting();
};
int main()
{
    TestClass test;
    test.price = 3.3; //报错了，基类的公有成员被私有继承后，降为私有权限
    Truck t;
    t.type = "测试"; //报错了，基类的公有成员被保护继承后，降为保护权限
    t.protectedData = 10; //从报错信息看出，保护继承造成基类的保护成员还是保持保护权限
    Roadster ftype;
    ftype.type = "捷豹Ftype";
    ftype.run();
    Bickle bike;
    bike.type = "死飞";
    bike.run();
    return 0;
}

1. 公有继承 (public inheritance)

class Roadster : public Vehicle
class Bickle : public Vehicle

特点：

• 基类的public成员在派生类中保持public

• 基类的protected成员在派生类中保持protected

• 基类的private成员在派生类中不可访问

例子中Bickle类的testFunc()可以访问基类的protected成员protectedData。

2. 保护继承 (protected inheritance)

class Truck : protected Vehicle

特点：

• 基类的public和protected成员在派生类中都变为protected

• 基类的private成员在派生类中不可访问

所以在Truck类外部：

Truck t;
t.type = "测试"; // 错误，type现在是protected
t.protectedData = 10; // 错误，protected成员不能在类外访问

3. 私有继承 (private inheritance)

class TestClass : private Vehicle

特点：

• 基类的public和protected成员在派生类中都变为private

• 基类的private成员在派生类中不可访问

所以在TestClass类外部：

TestClass test;
test.price = 3.3; // 错误，price现在是private

重要规则

1. 无论哪种继承方式，基类的private成员在派生类中都不可直接访问

2. 继承方式决定了基类成员在派生类中的访问权限：

   • 公有继承：保持原权限

   • 保护继承：public→protected

   • 私有继承：public/protected→private

实际应用

• 公有继承是最常用的，表示"是一个"的关系

• 保护继承和私有继承较少使用，通常用于实现细节的隐藏

• 在派生类内部，可以访问基类的public和protected成员（取决于继承方式）

虚函数