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继承机制入门

一、什么是继承？

继承是面向对象程序设计中代码复用最重要的手段。通过继承，可以在保持基类特性的同时，扩展功能，产生新的类——派生类。这种机制使代码更加灵活且具有可复用性。

1.1 概念

继承机制允许派生类在基类的基础上增添新的属性和行为。例如，Person 是基类，Student 是派生类。通过继承，派生类可以利用基类的功能，同时定义自己的独特逻辑。

1.2 定义

• 基类：定义了继承关系的类，被继承的类。
• 派生类：继承基类，扩展功能的类。

1.2.1 继承关系和访问限定符

继承关系决定了派生类对基类成员的访问级别。默认情况下，class 关键字使用私有继承（private），struct 使用公有继承（public）。建议always显式声明继承方式，以避免歧义。

1.2.2 继承基类成员访问方式的变化

• 私有成员：基类的私有成员在派生类中始终不可见。
• 保护成员：派生类可以访问基类的保护成员，但反之则不然。
• 公有成员：派生类可以直接访问基类的公有成员。

注意事项

二、基类和派生类对象赋值转换

可赋值关系

• 派生类对象可以赋值给基类：通过切割（拷贝基类成员）。
• 基类对象不能赋值给派生类：如直接赋值会导致类型不匹配。

强制转换

• 基类指针可以通过 dynamic_cast 安全转换为派生类指针。
• 使用 RTTI 检测对象类型后再进行转换。

示例

Student sobj;Person pobj = sobj; // 可以赋值Person* pp = &sobj;Person& rp = sobj;// 错误示例sobj = pobj; // 基类对象不能赋值给派生类对象

三、继承中的作用域

作用域特点

示例

class Person {protected:    string _name;    int _num;};class Student : public Person {public:    void Print() {        cout << " 姓名: " << _name << endl;        cout << " 身份证号: " << _num << endl;        cout << " 学号: " << _num << endl;    }};

四、派生类的默认成员函数

派生类会自动生成以下默认成员函数：

调用顺序

• 构造函数：基类 → 派生类。
• 析构函数：派生类 → 基类。

五、继承与友元

友元关系不能继承：

• 基类友元无法访问派生类的私有或保护成员。

六、继承与静态成员

静态成员在继承中仅有一个：

• 基类定义的静态成员，派生类无法继承。

七、菱形继承

单继承

• 一个子类只有一个直接父类。

多继承

• 子类有两个或以上直接父类。

菱形继承

• 子类有两个或以上父类，导致数据冗余和二义性。

虚拟继承

• 使用 virtual 关键字解决菱形继承的二义性问题。
• 虚基表存储偏移量，解决数据冗余。

八、继承与组合

继承（is-a）

• 派生类对象是基类对象，高耦合度。

组合（has-a）

• 派生类包含基类对象，低耦合度。

优先原则

• 综合使用对象组合而非类继承，除非有特殊需求。

示例

class Car {protected:    string _color;    string _num;    Tire _tire;};class BMW : public Car {public:    void Drive() {        cout << "好开-操控" << endl;    }};class Benz : public Car {public:    void Drive() {        cout << "好坐-舒适" << endl;    }}class Tire {protected:    string _brand;    size_t _size;};

通过以上内容，可以清晰地理解继承的核心概念及其实际应用。

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