23、面向对象编程：原理与C++实践

面向对象编程：原理与C++实践

面向对象编程基础概念

在自然界中，生物的行为存在相似性。例如，猫会发出咕噜声，狗会喘气，它们都能行走和奔跑。所有哺乳动物都需要进食和饮水，雌性哺乳动物会哺育幼崽。对于所有动物而言，其共同行为可概括为进食和繁殖。分类树有助于生物学家理解自然界，而在编程领域，类树（通常称为类层次结构）能帮助程序员在软件中对自然世界（甚至非自然世界）进行建模。

在类层次结构中，每个类都有一个基类（也称为超类或父类），向上追溯，动物是哺乳动物的基类，哺乳动物又是狗的基类；向下则是派生类（也称为子类或子类），狗是哺乳动物的派生类。例如，猫属（Felis）是猫（catus）的直接基类，猫科（Felidae）是猫属的直接基类，食肉目（Carnivora）是猫科的直接基类。

继承

在面向对象编程（OOP）语言中，派生类继承了其所有基类的行为和属性。但OOP中的继承与现实世界的继承有所不同，当派生类继承行为时，基类保留其行为。在现实世界中，是对象继承属性，而在OOP中，是类继承行为。

一些OOP语言（如Java、Smalltalk、Delphi）有一个单一的根类，它是所有类的最终基类；而C++则不需要单一的根类，任何类都可以成为其自身继承树的根。继承通常涉及某种形式的专业化，例如在图形用户界面（GUI）的类框架中，常使用专门化类的层次结构。

Liskov替换原则

Barbara Liskov和Jeannette Wing提出了面向对象编程的一个基本原则，即Liskov替换原则。该原则指出，如果有基类B和派生类D，在任何需要B类型对象的情况下，都可以用D类型的对象替换，且不会产生不良影响。例如，在