C++ 继承与派生类
讲解一下 C++ 中的继承（Inheritance）和派生类（Derived Class）。这是面向对象编程（OOP）的核心概念之一，用于实现代码复用和建立类之间的层次关系。
1. 核心概念
基类 (Base Class)： 也被称为父类 (Parent Class)。它是被继承的类，定义了公共的属性和方法。
派生类 (Derived Class)： 也被称为子类 (Child Class)。它从基类继承而来，继承了基类的特征，同时可以添加自己新的成员，或修改继承来的成员。
核心思想： “是一个 (is-a)” 关系。例如，如果一个类 Dog 继承自类 Animal，那么我们就可以说 “Dog is an Animal”（狗是一个动物）。这种关系是继承是否适用的重要判断依据。
2. 继承的基本语法
cpp
class DerivedClass : access-specifier BaseClass {// 派生类的新成员（属性和方法）
};DerivedClass： 派生类的名称。access-specifier： 访问说明符，可以是public,protected, 或private。它决定了从基类继承来的成员在派生类中的最高访问权限（后面会详细解释）。最常用的是public继承。BaseClass： 基类的名称。
示例：一个简单的继承
cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;// 基类
class Animal {
public:void eat() {cout << name << " is eating." << endl;}string name;
};// 派生类 Dog 以 public 方式继承 Animal
class Dog : public Animal {
public:void bark() {// 可以访问基类的 public 成员 namecout << name << " says: Woof! Woof!" << endl; }
};// 派生类 Cat 以 public 方式继承 Animal
class Cat : public Animal {
public:void meow() {cout << name << " says: Meow! Meow!" << endl;}
};int main() {Dog myDog;myDog.name = "Buddy"; // 继承自 Animal 的成员myDog.eat(); // 继承自 Animal 的方法myDog.bark(); // 派生类自己的方法Cat myCat;myCat.name = "Whiskers";myCat.eat();myCat.meow();return 0;
}输出：
text
Buddy is eating. Buddy says: Woof! Woof! Whiskers is eating. Whiskers says: Meow! Meow!
3. 继承中的访问控制
访问说明符在继承中起到了关键作用，它决定了基类成员在派生类中的可见性。
| 基类中的访问权限 | 继承方式 | 在派生类中的访问权限 |
|---|---|---|
| public | public | public |
| protected | public | protected |
| private | public | 不可访问 (Inaccessible) |
| public | protected | protected |
| protected | protected | protected |
| private | protected | 不可访问 (Inaccessible) |
| public | private | private |
| protected | private | private |
| private | private | 不可访问 (Inaccessible) |
重要规则总结：
无论何种继承方式，基类的
private成员在派生类中都是不可直接访问的。 如果需要在派生类中访问，应将这些成员在基类中声明为protected。继承方式决定了基类成员在派生类中的“最高访问权限”。
public继承： 保持基类成员的原有访问权限。这是最常用的方式，用于建立 “is-a” 关系。protected继承： 将基类的public和protected成员都变为派生类的protected成员。很少使用。private继承： 将基类的所有可访问成员（public,protected) 都变为派生类的private成员。这表示 “根据实现继承” 而非 “根据接口继承”，通常可以用组合（在一个类中包含另一个类的对象） 来替代，组合更受青睐。
示例：protected 成员
cpp
class Animal {
protected: // protected 成员int age; // 派生类可以访问，但类外部不能访问public:string name;
};class Dog : public Animal {
public:void setAge(int a) {age = a; // 正确：age 在派生类中是 protected，可以访问}
};int main() {Dog myDog;// myDog.age = 5; // 错误：age 是 protected，在类外部不可访问myDog.name = "Buddy"; // 正确：name 是 publicmyDog.setAge(5); // 通过公共方法访问 protected 成员return 0;
}4. 构造函数和析构函数的调用顺序
当创建派生类对象时，构造函数的调用顺序非常重要：
基类的构造函数
派生类中成员对象的构造函数（按声明顺序）
派生类的构造函数
析构函数的调用顺序完全相反：
派生类的析构函数
派生类中成员对象的析构函数（按声明逆序）
基类的析构函数
示例：
cpp
#include <iostream>
using namespace std;class Base {
public:Base() { cout << "Base constructor" << endl; }~Base() { cout << "Base destructor" << endl; }
};class Member {
public:Member() { cout << "Member constructor" << endl; }~Member() { cout << "Member destructor" << endl; }
};class Derived : public Base {
public:Derived() { cout << "Derived constructor" << endl; }~Derived() { cout << "Derived destructor" << endl; }
private:Member mem; // 成员对象
};int main() {Derived obj;return 0;
}输出：
text
Base constructor Member constructor Derived constructor Derived destructor Member destructor Base destructor
5. 向基类构造函数传递参数
派生类无法直接初始化从基类继承来的成员。必须通过调用基类的构造函数来完成。
方法是在派生类构造函数的初始化列表中调用基类的构造函数。
cpp
class Base {
public:Base(int value) : baseValue(value) { // 基类构造函数需要参数cout << "Base constructed with value: " << baseValue << endl;}int baseValue;
};class Derived : public Base {
public:// 通过初始化列表将参数 100 传递给基类构造函数Derived() : Base(100) { cout << "Derived constructor" << endl;}// 派生类构造函数也可以接收参数，并传递给基类Derived(int x, int y) : Base(x), derivedValue(y) { cout << "Derived constructed with value: " << derivedValue << endl;}
private:int derivedValue;
};int main() {Derived d1; // 输出: Base constructed with value: 100Derived d2(5, 10); // 输出: Base constructed with value: 5return 0;
}总结
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 目的 | 代码复用，建立类层次结构（is-a 关系） |
| 语法 | class Derived : public Base { ... }; |
| 访问控制 | public 继承最常用。private 成员永远不可在派生类中直接访问。 |
| 构造顺序 | 基类 -> 派生类成员 -> 派生类 |
| 析构顺序 | 派生类 -> 派生类成员 -> 基类 |
| 传递参数 | 在派生类构造函数的初始化列表中调用基类构造函数：Derived() : Base(arg) |