C++ 继承与派生

1.继承和派生的概念

一个新类从已有的类中获得其属性和方法，这种现象称为类的 继承。
从已有的类产生新的子类的现象，称为类的 派生。
被继承的类称为 基类，派生的类称为 派生类或子类。

派生类是抽象基类的实例。

2.派生类的声明

公用继承
class student1:public student

私有继承
class student1:private student

保护继承
class student1:protected student

注意：如果不写继承方式，则默认为私有（private）继承。

3.派生类的构成

派生类的构成包括：
（1）继承基类的所有成员，包括数据成员和成员函数，获得共性。全部继承（除构造函数和析构函数），没有选择，所以可能会造成基类方法在派生类中用不到，而导致大量冗余。
（2）自增加的成员，包括数据成员和成员函数。体现个性。

4.派生类成员的访问属性

（1）公用继承
继承方式指定为 public。

在基类的访问属性	继承方式	在派生类的访问属性
public	public	public
private	public	不可访问
protected	public	protected

注意：在公用派生类时，只能通过基类的公用成员函数来引用基类的私有数据成员。

（2）私有继承
继承方式指定为 private。

在基类的访问属性	继承方式	在派生类的访问属性
public	private	private
private	private	不可访问
protected	private	protected

注意：既然声明为私有继承，就表示将原来能被外界引用的成员隐藏起来，不让外界引用。。

（3）保护继承
继承方式指定为 protected。
如果基类声明了私有成员，那么任何派生类都是不能访问它们的的；若希望派生类可以访问它们，应当把它们声明为保护成员。

在基类的访问属性	继承方式	在派生类的访问属性
public	protected	protected
private	protected	不可访问
protected	protected	protected

注意：基类中的保护成员只有派生类可以访问，友元可以访问基类的私有成员。

保护成员和私有成员的区别在于把保护成员的范围扩展到派生类中。

（4）多级派生访问属性
多级派生遵循单次派生的规则，依次叠加。
在实际中，常用多级公用派生。因为如果是私有派生或保护派生的话，多次派生之后，容易分不清楚哪些是私有、保护成员。

5.派生类的构造函数和析构函数

（1）派生类的构造函数
基类的构造函数是不能被继承的，故 在执行派生类的构造函数时，调用基类的构造函数，这样基类和派生类同时被初始化。

<1>在派生类 类体内 定义派生类构造函数：
    Student1(int n, string nam, char s, string con, string f_nam, int ag, string ad):Student(n, nam, s, con, f_nam)
    {
        age = ag;
        addr = ad;
    }

<2>在派生类 类体外 定义派生类构造函数：
//派生类类体中 声明：
Student1(int n, string nam, char s, string con, string f_nam, int ag, string ad); 

//派生类类体外 定义：
Student1::Student1(int n, string nam, char s, string con, string f_nam, int ag, string ad):Student(n, nam, s, con, f_nam)
    {
        age = ag;
        addr = ad;
    }

注意：在类中对派生类构造函数做声明时，不能包括基类的构造函数部分，只在定义时将它列出。
执行派生类构造函数顺序：基类->派生类。

（2）有子对象的派生类的构造函数
在派生类Student1中，存在数据成员 Student monitor。此时，派生类构造函数需要加上子对象的初始化，基类和子对象的初始化顺序任意。编译系统依据相同参数名来确定它们的传递关系的。

class Student1: public Student
{
public:

    Student1(int n, string nam, char s, string con, string f_nam, int n1, string nam1, char s1, string con1, string f_nam1, int ag, string ad):Student(n, nam, s, con, f_nam), monitor(n1, nam1, s1, con1, f_nam1)
    {
        age = ag;
        addr = ad;
    }

    void show();
    void show_monitor();

    ~Student1();

private:
    Student monitor;
    string addr;
    int age;
};

执行派生类构造函数顺序：基类->子对象->派生类。

（3）多层派生的构造函数

class Student1: public Student
{
	Student1(...):Student(...)
	{ ... }
}

class Student2: public Student1
{
	Student2(...):Student1(...)
	{ ... }
}

注意：不要列出每一层派生类的构造函数，只需写出其上一层（直接基类）的构造函数。
执行派生类构造函数顺序：基类->派生类1->派生类2。

（4）派生类构造函数特殊形式
<1>当不需要新增派生类的数据成员时，派生类的构造函数体可以为空；
<2>当基类的构造函数没有参数或没有定义时，定义派生类的构造函数时可以不写基类的构造函数。如果基类的构造函数有参数，则必须写。

（5）派生类的析构函数
调用顺序与调用构造函数相反。派生类->基类。

6.多重继承

class D: public A, private B, protected C
{}

多重继承时，重名成员会导致二义性，因此对同名成员加上作用域（"::"）。多重继承也会导致数据冗余。
注意：
<1>派生类新增的同名成员会 覆盖 基类中的同名成员;
<2>不同的成员函数，只有在函数名，参数个数和类型都相同时，才会发生 同名覆盖。如果只有函数名相同，则属于 函数重载。

7.虚基类

（1）虚基类构建
如果一个派生类有多个直接基类，而这些基类又有一个共同的基类，则该派生类中会保留该间接共同基类的多份同名成员。

虚基类：在继承间接共同基类时只保留一份成员。

class A
{...};

class B:virtual public A
{...};

class C:virtual public A
{...};

注意：
<1>虚基类在声明派生类、指定继承方式时声明的；
<2>派生类只继承间接基类一次，基类成员只保留一次；
<3>应当在基类的所有直接派生类中声明为虚基类，以保证虚基类在派生类中只继承一次。

（2）虚基类初始化

class A
{A(int n){} 
...};

class B:virtual public A
{B(int n):A(n){}
...};

class C:virtual public A
{C(int n):A(n){}
...};

class D:public B, public C
{D(int n):A(n), B(n), C(n){}
...};

注意：最后的派生类不仅要对直接基类进行初始化，还要对虚基类进行初始化。
C++编译系统只执行最后的派生类对虚基类的构造函数的调用，忽略其他派生类对虚基类构造函数的调用。

8.基类与派生类的转换

（1）派生类对象可以对基类对象赋值；
（2）派生类对象可以代替基类对象向基类对象的引用进行赋值或初始化；
（3）如果函数参数是基类对象或基类对象的引用，相应的实参可以用子类对象。
（4）指向基类对象的指针变量也可以指向派生类对象。通过指向基类对象的指针只能访问派生类中的基类成员，而不能访问派生类的增加成员。