C++ 的继承

继承是面向对象编程的一个核心概念，C++ 提供了强大的继承机制，用于描述类之间的层次关系。通过继承，一个类可以基于已有的类创建新类，从而实现代码的复用、扩展和多态性。

1. 基本概念

基类（Base Class）：被继承的类，也称为父类或超类。
派生类（Derived Class）：从基类继承来的类，也称为子类。
继承的关键字：class 派生类 : 继承方式基类

示例：

class Base {
public:
    void display() {
        cout << "This is Base class" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void show() {
        cout << "This is Derived class" << endl;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    d.display(); // 调用基类函数
    d.show();    // 调用派生类函数
    return 0;
}

2. 继承方式

C++ 支持三种继承方式：

（1）Public 继承

基类的 public 成员在派生类中仍为 public。
基类的 protected 成员在派生类中仍为 protected。
基类的 private 成员不会直接继承到派生类。

示例：

class Base {
public:
    int x;
protected:
    int y;
private:
    int z;
};

class Derived : public Base {
public:
    void print() {
        cout << x << endl; // 可访问 public 成员
        cout << y << endl; // 可访问 protected 成员
        // cout << z; // 错误，private 成员不可访问
    }
};

（2）Protected 继承

基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变为 protected。
基类的 private 成员同样不可直接访问。

示例：

class Derived : protected Base {
public:
    void print() {
        cout << x << endl; // 可访问 public 成员，变为 protected
        cout << y << endl; // 可访问 protected 成员
    }
};

（3）Private 继承

基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变为 private。
基类的 private 成员仍不可直接访问。

示例：

class Derived : private Base {
public:
    void print() {
        cout << x << endl; // 可访问 public 成员，变为 private
        cout << y << endl; // 可访问 protected 成员，变为 private
    }
};

3. 构造函数与析构函数

构造函数
- 派生类的构造函数不会继承基类的构造函数。
- 如果基类有无参构造函数，派生类的构造函数会隐式调用它。
- 如果基类只有带参数的构造函数，派生类必须显式调用它。

示例：

class Base {
public:
    Base(int val) { cout << "Base constructor, val = " << val << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived(int val) : Base(val) { cout << "Derived constructor" << endl; }
};

析构函数
- 基类和派生类各自的析构函数会按从派生类到基类的顺序依次调用。
- 如果基类的析构函数不加 virtual 修饰，通过基类指针释放派生类对象时可能出现未完全析构的问题。

示例：

class Base {
public:
    virtual ~Base() { cout << "Base destructor" << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() { cout << "Derived destructor" << endl; }
};

int main() {
    Base* obj = new Derived();
    delete obj; // 调用 Derived 和 Base 的析构函数
    return 0;
}

4. 多继承

C++ 支持一个类从多个基类继承。

示例：

class Base1 {
public:
    void func1() { cout << "Base1" << endl; }
};

class Base2 {
public:
    void func2() { cout << "Base2" << endl; }
};

class Derived : public Base1, public Base2 {};

int main() {
    Derived obj;
    obj.func1();
    obj.func2();
    return 0;
}

菱形继承问题：当一个类从两个基类继承，而这两个基类又继承自同一个基类时，可能会出现数据和函数重复的问题。

解决方式：虚继承

class Base {
public:
    int x;
};

class Base1 : virtual public Base {};
class Base2 : virtual public Base {};
class Derived : public Base1, public Base2 {};

5. 访问控制

基类中的成员根据继承方式和访问修饰符，会影响派生类的访问权限。
派生类可以通过 protected 或 private 来控制基类成员的可访问性。

6. 继承与多态

多态是 C++ 继承的重要特性，通过虚函数实现。

示例：

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

class Derived : public Base {
public:
    void display() override { cout << "Derived" << endl; }
};

int main() {
    Base* obj = new Derived();
    obj->display(); // 输出 "Derived"
    delete obj;
}

我的总结

继承是C++面相对象编程一个重要概念，继承方式有三种public，protect，private会将父类的访问级别改变。

子类不会继承父类的构造函数，父类构造函数如果为无参构造子类构造函数会显示调用它，如果为有参构造，子类构造函数必须显示调用，析构函数如果被继承必须声明为虚函数，否则通过基类指针析构可能会出现不完全析构。

C++支持多重继承，如果出现棱形继承就需要使用虚继承，虚继承通过将基类的实例放置在派生类外部的共享位置，使得派生类只包含一个共享的基类实例，而不是各自独立地包含实例。