一、簡(jiǎn)介

1 什么是 C++ 繼承

C++ 繼承是指派生類（子類）從基類（父類）繼承屬性和行為的過(guò)程。我們可以創(chuàng)建一個(gè)新的類，該類可以繼承另一個(gè)類的數(shù)據(jù)屬性和方法。

// 定義一個(gè)父類 Person
class Person {
public:
    string name;
    int age;
    string gender;
    void eat() {
        cout << name << " is eating. \n";
    }
};

// 定義一個(gè)子類 Student 繼承父類 Person 
class Student : public Person {
public:
    string school;
    void study() {
        cout << name << " is studying at " << school << ". \n";
    }
};

在上述代碼中，我們定義了一個(gè)父類 Person 與一個(gè)子類 Student。Student 類繼承了 Person 類的屬性和方法，包括 name、age、gender 和 eat() 函數(shù)。

2 繼承的目的和作用

繼承的主要目的是代碼重用：我們可以重用現(xiàn)有的代碼，避免重復(fù)編寫相同的代碼，從而提高生產(chǎn)效率。此外，繼承還使得代碼更易于管理和維護(hù)，因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^(guò)繼承將代碼組織成層次結(jié)構(gòu)。

// 使用繼承創(chuàng)建 Student 對(duì)象
Student myStudent;
myStudent.name = "Tom";
myStudent.age = 18;
myStudent.gender = "Male";
myStudent.school = "ABC University";

myStudent.eat();   // 輸出 "Tom is eating."
myStudent.study(); // 輸出 "Tom is studying at ABC University."

二、定義

繼承是面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言中一種非常常見(jiàn)的概念。繼承可以讓類之間實(shí)現(xiàn)代碼重用，使得程序更加易于擴(kuò)展和維護(hù)。在 C++ 中可以使用派生類和基類來(lái)實(shí)現(xiàn)繼承。

1 派生類和基類的定義

派生類是指從一個(gè)或多個(gè)基類中派生出來(lái)的類?；愂侵冈谝粋€(gè)類繼承另一個(gè)類的語(yǔ)法中被繼承的那個(gè)類。在 C++ 中，我們可以通過(guò)如下語(yǔ)法定義一個(gè)派生類：

class DerivedClass : access-specifier BaseClass {
public:
    // DerivedClass 的公有成員
protected:
    // DerivedClass 的保護(hù)成員
private:
    // DerivedClass 的私有成員
};

在上述代碼中DerivedClass是我們新創(chuàng)建的類的名稱，access-specifier 可以是 public、protected、或 private。BaseClass 是我們想要從中繼承屬性和方法的類，我們可以在 access-specifier 后面指定 BaseClass 的訪問(wèn)類型。

代碼示例：
定義一個(gè)派生類 DerivedPerson，從基類 Person 繼承屬性和方法 ：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    string name;
    int age;
    void eat() {
        cout << name << " is eating.\n";
    }
};

class DerivedPerson : public Person {
public:
    void work() {
        cout << name << " is working.\n";
    }
};

int main() {
    DerivedPerson p;
    p.name = "John";
    p.age = 30;
    p.eat(); // 輸出 "John is eating."
    p.work(); // 輸出 "John is working."
    return 0;
}

2 公有繼承和私有繼承

C++ 中有三種類型的繼承：公有繼承、保護(hù)繼承和私有繼承。
公有繼承是最常用的繼承類型之一。在公有繼承中派生類獲得了基類的公有成員和保護(hù)成員，但是基類的私有成員不會(huì)被派生類直接訪問(wèn)。

公有繼承的用法 示例：
代碼定義一個(gè)基類 Base 和一個(gè)派生類 Derived
在Derived中使用公有繼承來(lái)繼承 Base類的屬性和方法。在 main() 函數(shù)中創(chuàng)建一個(gè)Derived對(duì)象d，然后調(diào)用 set() 和 print() 函數(shù)來(lái)設(shè)置和獲取成員變量 x 的值。需要注意的是此處通過(guò)派生類的對(duì)象訪問(wèn)了基類的公有成員 x 和 print()

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    int x;
    void print() {
        cout << "Base class: x = " << x << "\n";
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void set(int n) {
        x = n;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    d.set(10);
    d.print(); // 輸出 "Base class: x = 10"
    return 0;
}

除了公有繼承C++ 中還有保護(hù)繼承和私有繼承。
在保護(hù)繼承中，基類的公有成員和保護(hù)成員都成為了派生類的保護(hù)成員。
在私有繼承中，基類的公有成員和保護(hù)成員都成為了派生類的私有成員。
挑選合適的繼承類型對(duì)于代碼的設(shè)計(jì)非常重要，在實(shí)際編碼中需要仔細(xì)考慮。

三、訪問(wèn)控制

1 派生類對(duì)基類成員的訪問(wèn)權(quán)限

在C++中如果一個(gè)類派生自另一個(gè)類，則派生類可以繼承基類的成員變量和成員函數(shù)。在繼承過(guò)程中訪問(wèn)權(quán)限是非常重要的一個(gè)問(wèn)題。
有三種訪問(wèn)權(quán)限：public、protected 和 private。當(dāng)一個(gè)類派生自另一個(gè)類時(shí)繼承的訪問(wèn)權(quán)限可以通過(guò)下列三種方式指定：

• public 繼承：基類的 public 成員在派生類中保持 public 屬性，基類的 protected 成員在派生類中保持 protected 屬性，基類的 private 成員在派生類中不可訪問(wèn)。
• protected 繼承：基類的 public 和 protected 成員在派生類中都被保護(hù)起來(lái)，不能被外部直接訪問(wèn)。這種方式很少使用，一般只有在繼承鏈比較復(fù)雜的時(shí)候才使用。
• private 繼承：基類的 public 和 protected 成員在派生類中均變?yōu)?private 屬性，不能被外部直接訪問(wèn)。這種方式也比較少使用，一般只有在需要從多個(gè)類中繼承同一個(gè)基類的時(shí)候才使用。

下面是一個(gè)使用 public 繼承的例子，演示了派生類對(duì)基類成員的訪問(wèn)權(quán)限：

在代碼中Derived類繼承了Base類的公有成員變量 x 和成員函數(shù) print()，以及保護(hù)成員變量y
在Derived類的成員函數(shù)中可以訪問(wèn)這些成員但是不能直接訪問(wèn) Base 類的私有成員z

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    int x;
    void print() {
        cout << "Base class: x = " << x << "\n";
    }
protected:
    int y;
private:
    int z;
};

class Derived : public Base {
public:
    void set(int a, int b, int c) {
        x = a;
        y = b;
        // z = c; 無(wú)法訪問(wèn)基類的私有成員
    }
    void print1() {
        cout << "Derived class: x = " << x << "\n";
    }
    void print2() {
        cout << "Derived class: y = " << y << "\n";
    }
    // void print3() { cout << "Derived class: z = " << z << "\n"; } 無(wú)法訪問(wèn)基類的私有成員
};

int main() {
    Derived d;
    d.set(1, 2, 3);
    d.print(); // 輸出 "Base class: x = 1"
    // cout << d.y; 無(wú)法訪問(wèn)基類的保護(hù)成員
    d.print1(); // 輸出 "Derived class: x = 1"
    d.print2(); // 輸出 "Derived class: y = 2"
    return 0;
}

2 如何控制訪問(wèn)權(quán)限

在C++中可以使用訪問(wèn)修飾符來(lái)控制類的成員的訪問(wèn)權(quán)限。訪問(wèn)修飾符可以放到類的定義中的任何位置，而且多次使用訪問(wèn)修飾符是合法的，因?yàn)楹竺娴男揎椃麜?huì)覆蓋之前的修飾符。

• public：公有修飾符可以從類的任何地方訪問(wèn)公有成員也可以從派生類的任何地方訪問(wèn)公有成員。
• protected：保護(hù)修飾符只能從類的內(nèi)部或派生類的內(nèi)部訪問(wèn)保護(hù)成員外部不能訪問(wèn)。
• private：私有修飾符只能從類的內(nèi)部訪問(wèn)私有成員派生類的內(nèi)部不能訪問(wèn)。

下面是一個(gè)使用訪問(wèn)修飾符的例子，演示了如何控制成員的訪問(wèn)權(quán)限：

在代碼中定義了MyClass類和MyDerivedClass類。
在MyClass中使用 public、protected 和 private 三種訪問(wèn)修飾符定義了三個(gè)不同的成員變量。在MyDerivedClass中從MyClass中繼承了各種成員，并在成員函數(shù)中分別訪問(wèn)了這些成員。需要注意的是，在派生類中可以訪問(wèn)基類的 public 和 protected 成員，但是不能訪問(wèn)基類的 private 成員。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    int a;          // 公有成員變量
protected:
    int b;          // 保護(hù)成員變量
private:
    int c;          // 私有成員變量

public:
    void set(int x, int y, int z) {
        a = x;
        b = y;
        c = z;
    }
    void print() {
        cout << "a = " << a << ", b = " << b << ", c = " << c << "\n";
    }
};

class MyDerivedClass : public MyClass {
public:
    void setDerived(int x, int y, int z) {
        // a 和 b 都是 public 和 protected 成員，可以直接訪問(wèn)
        a = x;
        b = y;
        // c 是 private 成員，無(wú)法直接訪問(wèn)
        //c = z;
    }
    void printDerived() {
        // a 是 public 成員，可以直接訪問(wèn)
        cout << "a = " << a << "\n";
        // b 是 protected 成員，在派生類的內(nèi)部可以訪問(wèn)
        cout << "b = " << b << "\n";
        // c 是 private 成員，無(wú)法直接訪問(wèn)
        //cout << "c = " << c << "\n";
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.set(1, 2, 3);
    obj.print();

    MyDerivedClass obj2;
    obj2.setDerived(4, 5, 6);
    obj2.printDerived();

    return 0;
}

四、虛函數(shù)繼承

1 繼承中的虛函數(shù)機(jī)制

在C++ 中如果一個(gè)類有虛函數(shù)，那么當(dāng)這個(gè)類被繼承時(shí)在派生類中也會(huì)有虛函數(shù)表 (V-Table)。當(dāng)使用基類指針或引用指向一個(gè)派生類對(duì)象時(shí)會(huì)根據(jù)虛函數(shù)表找到正確的虛函數(shù)。這種機(jī)制被稱為動(dòng)態(tài)聯(lián)編，也就是運(yùn)行時(shí)多態(tài)或后期綁定。

代碼中定義了一個(gè)Base 類和一個(gè) Derived 類。在 Base 類中有一個(gè)虛函數(shù) print()。
Derived類繼承了Base 類并重寫了 print() 函數(shù)。在 main() 函數(shù)中創(chuàng)建了 Derived 類的對(duì)象 d并使用 Base 類的指針 b_ptr 指向它，然后調(diào)用 print() 函數(shù)輸出了 "Derived"

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void print() {
        cout << "Base\n";
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void print() override {
        cout << "Derived\n";
    }
};

int main() {
    Derived d;
    Base* b_ptr = &d;
    b_ptr->print(); // Derived
    return 0;
}

2 在派生類中重寫虛函數(shù)

派生類可以通過(guò)重寫基類中的虛函數(shù)來(lái)改變其行為

在代碼中使用了上一個(gè)示例中的 Base 類和 Derived 類并在 Derived 類中重寫了print() 函數(shù)
在 main() 函數(shù)中通過(guò)Base類和Derived類的指針調(diào)用 print() 函數(shù)。當(dāng)使用 Base 類指針 b_ptr2 指向 Base 類的對(duì)象時(shí)，調(diào)用的是 Base 類中的 print() 函數(shù)，輸出了 "Base"。當(dāng)使用 Base 類指針 b_ptr 指向 Derived 類的對(duì)象時(shí)，調(diào)用的是 Derived 類中的 print() 函數(shù)，輸出了 "Derived"。

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void print() {
        cout << "Base\n";
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void print() override {
        cout << "Derived\n";
    }
};

int main() {
    Derived d;
    Base* b_ptr = &d;
    b_ptr->print(); // Derived

    Base base;
    Base* b_ptr2 = &base;
    b_ptr2->print(); // Base
    return 0;
}

五、多重繼承

在C++ 中一個(gè)派生類可以同時(shí)繼承多個(gè)基類，這種繼承方式被稱為多重繼承。

1 語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)

多重繼承是指一個(gè)派生類可以同時(shí)繼承多個(gè)基類，其中每個(gè)基類可以有自己的成員函數(shù)和成員變量。一個(gè)類可以聲明對(duì)多個(gè)基類的繼承方式語(yǔ)法如下：

class Derived : access-specifier Base1, access-specifier Base2, ... {
    // Derived class members and functions
};

其中，access-specifier 指定了基類成員在派生類中的訪問(wèn)權(quán)限，可以用 public、protected 或 private 指定。如果沒(méi)有指定，則默認(rèn)為 private。

2 派生類和基類成員的訪問(wèn)規(guī)則

在多繼承中派生類對(duì)象同時(shí)包含多個(gè)基類對(duì)象的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。根據(jù)繼承方式的不同，基類成員的訪問(wèn)規(guī)則也會(huì)有所不同。

2.1 共同基類的繼承

如果多個(gè)基類都派生自同一個(gè)基類，那么這個(gè)基類的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)只會(huì)在派生類中出現(xiàn)一次。在訪問(wèn)這個(gè)基類的成員時(shí)，將使用這個(gè)共同基類的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。

代碼示例：
在代碼中創(chuàng)建了 Animal、Mammal、Dog、Cat 和 PersianCat 類。
Mammal 和 Cat 都是直接繼承自 Animal，Dog 和 PersianCat 分別是直接繼承自 Mammal 和 Cat。在 PersianCat 類中同時(shí)使用了 Cat 和 Mammal 作為基類

在 main() 函數(shù)中創(chuàng)建了一個(gè) PersianCat 對(duì)象，并調(diào)用了它的 show_info() 函數(shù)。在這個(gè)函數(shù)中調(diào)用了 Animal、Mammal 和 Cat 這三個(gè)基類的一些成員函數(shù)，它們分別是在不同的層級(jí)中定義的。由于它們都繼承自共同的基類 Animal，因此在訪問(wèn)這個(gè)基類的成員時(shí)，它們都使用同一個(gè) Animal 對(duì)象的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。在控制臺(tái)輸出中可以看到不同的動(dòng)物都調(diào)用了正確的成員函數(shù)

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal {
public:
    void eat() {
        cout << "Animal is eating\n";
    }
};

class Mammal : public Animal {
public:
    void run() {
        cout << "Mammal is running\n";
    }
};

class Dog : public Mammal {
public:
    void bark() {
        cout << "Dog is barking\n";
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void meow() {
        cout << "Cat is meowing\n";
    }
};

class PersianCat : public Cat, public Mammal {
public:
    void show_info() {
        eat(); // 使用Animal中的eat()函數(shù)
        run(); // 使用Mammal中的run()函數(shù)
        meow(); // 使用Cat中的meow()函數(shù)
        cout << "A Persian cat\n";
    }
};

int main() {
    PersianCat persian_cat;
    persian_cat.show_info(); 
    return 0;
}

2.2 不同基類的繼承

當(dāng)派生類繼承了多個(gè)不同的基類時(shí)，會(huì)出現(xiàn)基類成員的二義性，需要使用作用域解析運(yùn)算符來(lái)解決。

代碼示例：
代碼中創(chuàng)建了 A、B 和 C 類。C 類同時(shí)繼承自 A 和 B。在 C 類的 show_info() 函數(shù)中，我們使用作用域解析運(yùn)算符 :: 來(lái)指定調(diào)用哪個(gè)基類的 func() 函數(shù)。在 main() 函數(shù)中，我們創(chuàng)建了 C 對(duì)象，并調(diào)用了它的 show_info() 函數(shù)。在控制臺(tái)輸出中可以看到它分別調(diào)用了兩個(gè)基類的 func() 函數(shù)。

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
    void func() {
        cout << "class A" << endl;
    }
};

class B {
public:
    void func() {
        cout << "class B" << endl;
    }
};

class C : public A, public B {
public:
    void show_info() {
        A::func();
        B::func();
    }
};

int main() {
    C c;
    c.show_info(); // class A \n class B
    return 0;
}

六、小結(jié)回顧

C++中訪問(wèn)控制通過(guò) public、protected 和 private 關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)。public 表示公開(kāi)的可以被任何地方訪問(wèn)。protected 表示受保護(hù)的只有本類和其子類可以訪問(wèn)。private 表示私有的只有本類可以訪問(wèn)。

C++中的虛函數(shù)繼承可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。子類可以重載父類的虛函數(shù)，并且子類的對(duì)象可以看做是父類的對(duì)象從而實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。

多重繼承是 C++ 中的一個(gè)重要特性允許一個(gè)類從多個(gè)基類中繼承屬性和方法。在實(shí)現(xiàn)上如果一個(gè)類同時(shí)繼承了多個(gè)基類就可能出現(xiàn)菱形繼承問(wèn)題。為了避免這種問(wèn)題C++ 提供了虛繼承來(lái)解決。虛繼承可以實(shí)現(xiàn)讓派生類只繼承一份基類的數(shù)據(jù)成員，從而避免數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-437123.html

到了這里，關(guān)于C++ 基礎(chǔ)知識(shí) 五 ( 來(lái)看來(lái)看 面向?qū)ο蟮睦^承 上篇 )的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！