深入浅出C++继承机制：从入门到实战

class Person {
protected:
    string _name = "张三"; // 姓名
    int _age = 18;        // 年龄
    string _address;      // 地址
    string _tel;          // 电话
};

class Student : public Person {
protected:
    int _stuid; // 学号
};

class Teacher : public Person {
protected:
    string _title; // 职称
};

通过继承，我们可以把公共成员放到Person基类中，Student和Teacher都继承Person，这样就避免了重复定义，代码更加简洁优雅。

二、继承的访问控制

继承方式有三种：public、protected和private。它们决定了基类成员在派生类中的访问权限：

基类成员/继承方式	public继承	protected继承	private继承
public成员	public	protected	private
protected成员	protected	protected	private
private成员	不可见	不可见	不可见

几点重要说明：

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
protected成员是专为继承设计的访问级别
实际开发中绝大多数情况使用public继承

class Base {
public:
    int publicVar;
protected:
    int protectedVar;
private:
    int privateVar;
};

class Derived : public Base {
    // publicVar仍然是public
    // protectedVar仍然是protected
    // privateVar不可见
};

三、继承中的特殊关系

1. 基类与派生类的转换

Student sobj;
// 派生类对象可以赋值给基类的指针/引用（切片）
Person* pp = &sobj;
Person& rp = sobj;

// 基类对象不能赋值给派生类对象（编译报错）
// sobj = pobj;

2. 继承中的作用域

当基类和派生类有同名成员时，派生类成员会隐藏基类成员：

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

class Derived : public Base {
public:
    void func() { cout << "Derived::func()" << endl; }
    // 如果要访问基类的func，需要使用Base::func()
};

3. 派生类的默认成员函数

派生类的构造/析构等特殊成员函数有一些特殊规则：

class Person {
public:
    Person(const char* name = "peter") : _name(name) {}
    // ...
};

class Student : public Person {
public:
    Student(const char* name, int num)
        : Person(name)  // 必须调用基类构造函数
        , _num(num) 
    {}
    // ...
};

四、多继承与菱形继承

1. 多继承模型

class Worker {
    // 工人特有属性和方法
};

class Student {
    // 学生特有属性和方法
};

class WorkingStudent : public Worker, public Student {
    // 既是工人又是学生
};

2. 菱形继承问题

菱形继承是多继承的一种特殊情况，会导致数据冗余和二义性：

class Person {
    string _name;
};

class Student : public Person {
    int _num;
};

class Teacher : public Person {
    int _id;
};

class Assistant : public Student, public Teacher {
    // 这里Person的成员会有两份！
};

3. 虚继承解决方案

使用虚继承可以解决菱形继承问题：

class Person {
    string _name;
};

class Student : virtual public Person {
    int _num;
};

class Teacher : virtual public Person {
    int _id;
};

class Assistant : public Student, public Teacher {
    // 现在_name只有一份了
};

五、继承与组合的选择

在设计类关系时，需要慎重考虑使用继承还是组合：

// 继承(is-a关系)
class BMW : public Car {
    void Drive() { cout << "好开-操控" << endl; }
};

// 组合(has-a关系)
class Stack {
    vector<int> _v;  // 使用组合而非继承
};

一般原则：

如果确实是"is-a"关系，使用继承
如果是"has-a"关系，使用组合
当两者都适用时，优先考虑组合

六、继承实战技巧

final关键字：C++11引入final关键字，可以禁止类被继承

class Base final {
    // 这个类不能被继承
};

静态成员继承：基类的静态成员在整个继承体系中只有一份

class Base {
public:
    static int count;
};
int Base::count = 0;

class Derived : public Base {
    // 共享同一个count
};

友元关系不继承：基类的友元不能访问派生类的私有成员

七、总结

继承是C++面向对象编程的核心特性，合理使用可以：

提高代码复用性
建立清晰的类层次结构
实现多态（配合虚函数）

但也要注意：

避免过度使用继承
警惕菱形继承问题
在继承和组合之间做出明智选择

掌握好继承机制，你的C++面向对象设计能力将更上一层楼！