C++第十三篇：继承

原创已于 2025-10-24 21:16:12 修改 · 760 阅读

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#c++ #开发语言 #1024程序员节

于 2025-10-21 21:35:19 首次发布

在 C++ 中，继承是面向对象编程的三大核心特性之一（另外两个是封装和多态），它允许一个类（子类 / 派生类）继承另一个类（父类 / 基类）的属性和方法，从而实现代码复用和层次化设计。

什么时候使用继承呢？

is a的关系。（就是说子类时父类的一个特殊的类型，就好比”圆形“和“图形”的关系，圆形是归属图形的一种，圆形有图形的特征，需要继承自图形。在好比打王者荣耀时的“韩信”和“英雄”的关系，韩信是一个英雄，它有英雄的基本特征，如血条，蓝条等等。）

存在层次关系和实现多态的场景会使用继承。

在没有必要使用继承时，尽量去减少继承的使用，否则可能会导致类关系复杂，难以梳理。

一、继承的格式

class 派生类名:继承方式 基类名1,继承方式 基类名2，....
{
派生类成员;
};

这里继承的有不同方式，分别有public、protected、private继承，继承方式的作用是限制基类成员在派生类中的访问级别。下面是不同继承下的访问权限：

这张图的意思就是，基类的private成员，不论派生类使用哪种继承，都是不可访问的；基类的protected成员，在protected和public继承下是属于protected的，在private继承下属于private;基类的public的成员在，在三种不用的继承下，分别属于不同的级别。

这里顺便在说一下三种级别的区别：

public：类内、派生类内、类外（通过对象）都能访问。
protected：仅类内和派生类内可访问，类外不可。
private：仅类内可访问，派生类和类外都不可。

二、继承的实现

举例：

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

// 基类：英雄类
class Hero {
protected:
    string name;       // 英雄名称
    int health;        // 生命值
    int attack;        // 攻击伤害
    float moveSpeed;   // 移动速度
public:
    // 构造函数：初始化英雄基本属性
    Hero(string n, int h, int a, float ms) 
        : name(n), health(h), attack(a), moveSpeed(ms) {
        cout << "英雄 [" << name << "] 已创建！" << endl;
    }
    // 析构函数
     ~Hero() {
        cout << "英雄 [" << name << "] 已销毁！" << endl;
    }
};

// 派生类：韩信（继承自英雄类）
class HanXin : public Hero {
private:
    int skillDamage;   // 技能额外伤害
public:
    // 构造函数
    HanXin() : Hero("韩信", 3800, 180, 4.5), skillDamage(350) {
        cout << "韩信：\"到达胜利之前，无法回头！\"" << endl;
    }
    // 析构函数
    ~HanXin()  {
        cout << "韩信：\"我的心，可不冷...\"" << endl;
    }
};

int main() {
    HanXin hanxin;          // 创建韩信对象
    return 0;
}

结果如下：

这就是一个继承的实例，在运行的结果我们可以看到构造函数的调用顺序，先构造基类，然后是派生类，释放时先调用派生类的析构，再调用基类的析构函数。

这就是一个继承，上面介绍的时候就说了，继承也是为了多态的实现。那下来就来来看看什么事多态。

三、菱形继承

菱形继承是多继承中一种特殊且容易引发问题的场景，因类继承关系图呈菱形而得名。

菱形继承的关系。

B 和 C 都继承自 A；
D 同时继承 B 和 C；
此时 D 会间接包含两份 A 的成员（一份来自 B，一份来自 C），可能导致问题。

代码示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 基类 A
class A {
public:
    int a;
    A() : a(10) { cout << "A 构造" << endl; }
};

// 基类 B（继承 A）
class B : public A {
public:
    B() { cout << "B 构造" << endl; }
};

// 基类 C（继承 A）
class C : public A {
public:
    C() { cout << "C 构造" << endl; }
};

// 派生类 D（同时继承 B 和 C）
class D : public B, public C {
public:
    D() { cout << "D 构造" << endl; }
};

int main() {
    D d;
    // cout << d.a << endl;   错误：二义性
    // 必须显式指定来源
    cout << "B::a = " << d.B::a << endl; // 来自 B 继承的 A
    cout << "C::a = " << d.C::a << endl; // 来自 C 继承的 A
    return 0;
}

结果如下：

从结果上发现，这个A被构造了两次，同时在访问数据上，必须要指明数据的来源。这就是菱形继承带来的问题，数据冗余和二义性。

怎么解决呢？这里又有了虚继承。

四、虚继承

虚继承是为了解决菱形继承所带来的数据冗余和二义性。直接看代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
    int a;
    A() : a(10) { cout << "A 构造" << endl; }
};

// 虚继承 A
class B : virtual public A {
public:
    B() { cout << "B 构造" << endl; }
};

// 虚继承 A
class C : virtual public A {
public:
    C() { cout << "C 构造" << endl; }
};

class D : public B, public C {
public:
    D() { cout << "D 构造" << endl; }
};

int main() {
    D d;
    // 正常访问：仅一份 A::a
    cout << "d.a = " << d.a << endl; // 10
    return 0;
}

结果如下：

可以看到，A类现在只被创建了一次，同时数据也可以直接访问了。

这个虚继承的思想很好理解。实际就是虚基类（A）的实例只被创建一次，并被所有间接继承它的中间基类（B、C）和派生类（D）共享。有个虚基类表和虚基类指针的作用是记录这个唯一实例的地址，确保B、C、D都能通过统一的路径访问A的成员，从而避免数据冗余和二义性。

五、注意事项

对于继承来说，如果基类和派生类同时声明了名字相同的成员函数或者成员属性，但是参数和类型不一样，那么这里就要注意的是，派生类中会隐藏基类中的成员函数和成员属性。注意，这不是函数重载，函数重载是在同一作用域的，这里的函数分别在基类和派生类，很明显不是一个作用域。

这里还是举个例子看一下：

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

// 基类：英雄类
class Hero {
protected:
    string name;       // 英雄名称
public:
    Hero(string heroName) : name(heroName) {}  // 构造函数初始化英雄名称

    void show() {
        cout << "英雄名称: " << name << endl;
    }
};

// 派生类：韩信（继承自英雄类）
class HanXin : public Hero {
private:
    int skillDamage;   // 技能额外伤害
public:
    HanXin():Hero("韩信") { // 调用基类构造函数初始化名称
        
    }

    void show(int damage){
        skillDamage = damage;     // 初始化技能伤害值
        std::cout <<"技能伤害："<< skillDamage << std::endl; // 返回技能伤害值
    }
};

int main() {
    
    HanXin hanxin;          // 创建韩信对象

    hanxin.show();                    // 调用基类方法显示英雄名称
    hanxin.show(200);         // 调用派生类方法显示技能伤害
    return 0;
}

结果如下：