C++中的继承（1）

1.继承的概念

继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许我们在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加**⽅法(成员函数)** 和属性(成员变量) ，这样产生新的类，称派生类（也被称为子类）。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的函数层次的复用，继承是类设计层次的复用。

对于下面的两个类来说，学生类和老师类都具有一个共同的身份识别的函数identity（），还有相同的名字，地址，年龄，电话等，唯一不同的地方是学生的学号以及老师的职称。对于这些相同搞得东西设计到一个类中完全是冗余的。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Student
{
public:
	// 进⼊校园/图书馆/实验室刷⼆维码等⾝份认证 
	void identity()
	{
		// ...
	}
	// 学习 
	void study()
	{
		// ...
	}
protected:
	string _name = "peter"; // 姓名 
	string _address; // 地址 
	string _tel; // 电话 
	int _age = 18; // 年龄 
	int _stuid; // 学号 
};
class Teacher
{
public:
	// 进⼊校园/图书馆/实验室刷⼆维码等⾝份认证 
		void identity()
	{
		// ...
	}
	// 授课 
	void teaching()
	{
		//...
	}
protected:
	string _name = "张三"; // 姓名 
	int _age = 18; // 年龄 
	string _address; // 地址 
	string _tel; // 电话 
	string _title; // 职称 
};
int main()
{
	return 0;
}

我们使用继承的概念实现一个person的类，从而让student，teacher这两个类进行复用。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class person
{
public:
	// 进⼊校园/图书馆/实验室刷⼆维码等⾝份认证 
	void identity()
	{
		// ...
	}
protected:
	string _name = "张三"; // 姓名 
	string _address; // 地址 
	string _tel; // 电话 
	int _age = 18; // 年龄 

};
class Student:public person
{
public:
	// 学习 
	void study()
	{
		// ...
	}
protected:
	int _stuid; // 学号 
};
class Teacher :public person
{
public:
	// 授课 
	void teaching()
	{
		//...
	}
protected:
	string _title; // 职称 
};
int main()
{
	Student s;
	Teacher t;
	s.identity();
	t.identity();
	return 0;
}

2.继承的定义

下面我们看到Person是基类，也称作父类。Student是派生类，也称作子类。(因为翻译的原因，所以既叫基类/派生类，也叫父类/子类)

2.1继承基类成员访问方式的变化

基类private成员在派生类中⽆论以什么方式继承都是不可见的。这⾥的不可见是指基类的私有成员还是被继承到了派生类对象中，但是语法上限制派⽣类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。

基类private成员在派⽣类中是不能被访问，如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在派⽣类中能访问，就定义为protected。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。

实际上面的表格我们进行⼀下总结会发现，基类的私有成员在派⽣类都是不可见。基类的其他成员在派⽣类的访问方式==Min(成员在基类的访问限定符，继承方式），并且public>protected>private。（意思就是使用public继承，父类的public成员在子类也是public成员，protected成员同上，在protected继承中，因为最小的访问关系是protected，所以所有成员都是protected成员，private继承同上）
使⽤关键字class时默认的继承方式是private，使用struct时默认的继承方式是public，不过最好显示的写出继承方式。
在实际运⽤中⼀般使⽤都是public继承，⼏乎很少使⽤protetced/private继承，也不提倡使⽤protetced/private继承，因为protetced/private继承下来的成员都只能在派⽣类的类⾥⾯使⽤，实际中扩展维护性不强。

3.继承类模板

cpp 复制代码

#define CONTAINER std::vector
namespace liiing
{
	//template<class T>
	//class vector
	//{};
	// stack和vector的关系，既符合is-a，也符合has-a
	template<class T>
	class stack : public CONTAINER<T>
	{
	public:
		void push(const T& x)
		{
			// 基类是类模板时，需要指定⼀下类域
			// 否则编译报错:error C3861: "push_back": 找不到标识
			// 因为stack<int>实例化时，也实例化vector<int>了           
			// 但是模版是按需实例化，push_back等成员函数未实例化，所以找不到
            //使用#define就可以实现方便，重定义的好处就能体现
			CONTAINER<T>::push_back(x);
		}

		void pop()
		{
			CONTAINER<T>::pop_back();
		}

		const T& top()
		{
			return CONTAINER<T>::back();
		}

		bool empty()
		{
			return CONTAINER<T>::empty();
		}
	};

4.派生类和基类之间的转化

public继承的派生类对象可以赋值给基类的指针/基类的引用。这里有个形象的说法叫切片或者切割。寓意把派生类中基类那部分切出来，基类指针或引用指向的是派生类中切出来的基类那部分。
基类对象不能赋值给派生类对象。
基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但是必须是基类的指针是指向派生类对象时才是安全的。这里基类如果是多态类型，可以使⽤RTTI(Run-Time TypeInformation)的dynamic_cast来进行识别后进行安全转换。（ps：这个我们后面类型转换章节再单独专门讲解，这里先提⼀下）

cpp 复制代码

class Person
{
protected:
	string _name; // 姓名 
	string _sex; // 性别 
	int _age; // 年龄 
};
class Student : public Person
{
public:
	int _No; // 学号 
};
int main()
{
	Student sobj;
	// 1.派⽣类对象可以赋值给基类的指针/引⽤ 
	Person* pp = &sobj;
	Person& rp = sobj;

	// ⽣类对象可以赋值给基类的对象是通过调⽤后⾯会讲解的基类的拷⻉构造完成的 
	Person pobj = sobj;

	//2.基类对象不能赋值给派⽣类对象，这⾥会编译报错 
	sobj = pobj;

	return 0;
}