从零开始学C++之继承（一）：公有/私有/保护继承、overload/overwrite/override之间的区别

2023-07-27 20:36:22

一、继承

C++很重要的一个特征就是代码重用。在C语言中重用代码的方式就是拷贝代码、修改代码。C++可以用继承或组合的方式来重用。通过组合或继承现有的的类来创建新类，而不是重新创建它们。

继承是使用已经编写好的类来创建新类，新的类具有原有类的所有属性和操作，也可以在原有类的基础上作一些修改和增补。
新类称为派生类或子类，原有类称为基类或父类
派生类是基类的具体化

（一）、派生类的声明语法为：
class 派生类名 : 继承方式基类名
{
派生类新增成员的声明;
}

（二）、公有/私有/保护成员

在关键字public后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。
在关键字private后面声明，只允许本类中的函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。
在关键字protected后面声明，与private类似，其差别表现在继承与派生时对派生类的影响不同

（三）、公有/私有/保护继承

（四）、接口继承与实现继承

我们将类的公有成员函数称为接口。
公有继承，基类的公有成员函数在派生类中仍然是公有的，换句话说是基类的接口成为了派生类的接口，因而将它称为接口继承。
实现继承，对于私有、保护继承，派生类不继承基类的接口。派生类将不再支持基类的公有接口，它希望能重用基类的实现而已，因而将它称为实现继承。

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#include <iostream>

using
namespace std;

class Base

{

public:


int x_;

protected:


int y_;

private:


int z_;

};

class PublicInherit :
public Base

{

public:


void Test()

    {

        x_ =
;

        y_ =
;


//z_ = 30; error
    }

private:


int a_;

};

class PublicPublicInherit :
public PublicInherit

{

public:


void Test()

    {

        y_ =
;

    }

};

class PrivateInherit :
private Base

{

public:


void Test()

    {

        x_ =
;

        y_ =
;


//z_ = 30; error
    }

};

int main(
void)

{

PublicInherit pub;

pub.x_ =
;

PrivateInherit pri;

//pri.x_ = 10; error

return
;

}

（五）、继承与重定义

对基类的数据成员的重定义
对基类成员函数的重定义分为两种

overwrite（隐藏）

override（覆盖）

（六）、继承与组合

无论是继承与组合本质上都是把子对象放在新类型中，两者都是使用构造函数的初始化列表去构造这些子对象。
组合通中是在希望新类内部具有已存在的类的功能时使用，而不是希望已存在类作为它的接口。组合通过嵌入一个对象以实现新类的功能，而新类用户看到的是新定义的接口，而不是来自老类的接口。(has-a)
如果希望新类与已存在的类有相同的接口（在这基础上可以增加自己的成员）。这时候需要用继承，也称为子类型化。(is-a)

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#include <iostream>

using
namespace std;

class Base

{

public:

Base() : x_(
), y_(
)

{

}


int GetBaseX()
const

    {


return x_;

    }

int GetBaseY()
const

    {


return y_;

    }


void Show()

    {

        cout <<
"Base::Show ..." << endl;

    }


int x_;

private:


int y_;
//继承后无法被直接访问，可通过GetBaseY访问
};

class Derived :
public Base

{

public:

Derived() : x_(
)

{

}


int GetDerivedX()
const

    {


return x_;

    }


void Show(
int n)
//与下面的show 构成重载，基类的show被隐藏
    {

        cout <<
"Derived::Show " << n << endl;

    }

void Show()

    {

        cout <<
"Derived::Show ..." << endl;

    }


int x_;
//重定义x_，基类的x_被隐藏
};

//组合关系

class Test

{

public:

Base b_;

int x_;

};

int main(
void)

{

    Derived d;

    d.x_ =
;

    d.Base::x_ =
;
//访问被隐藏的基类x_;
    cout << d.GetBaseX() << endl;

    cout << d.GetDerivedX() << endl;

    cout << d.GetBaseY() << endl;

d.Show();

d.Base::Show();
//访问被隐藏的基类show

cout <<
sizeof(Derived) << endl;

cout <<
sizeof(Test) << endl;

return
;

}

下面总结一下overload/overwrite/override 之间的区别：

成员函数被重载(overload)的特征：

（1）相同的范围（在同一个类中）；

（2）函数名字相同；

（3）参数不同；

（4）virtual关键字可有可无。

覆盖(override)是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：

（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）；

（2）函数名字相同；

（3）参数相同；

（4）基类函数必须有virtual关键字。

隐藏(overwrite)（派生类与基类）

（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）；

（2）函数名与参数都相同，无virtual关键字

（3）函数名相同，参数不同，virtual可有可无

当隐藏发生时（实际上是继承了但不可见），如果在派生类的成员函数中想要调用基类的被隐藏函数，可以使用

“ 基类名::函数名（参数）”的语法形式，如果被隐藏的函数是public的，则在类体外也可以使用“ 派生类对象.基类名::函数名（参数）”
的语法，也可用“ 派生类指针->基类名::函数名（参数）”的语法，同理被隐藏的数据成员也可以使用上述列举的方法访问。

如果不属于上述的情况，则是一般的继承，则使用一般的访问语法即可。

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