青少年编程与数学 02-010 C++程序设计基础 29课题、继承

一、基本概念
二、继承的语法
三、继承类型
四、派生类的构造和析构
五、函数重写（Override）
六、多重继承
七、虚继承
八、总结

课题摘要: 本文详细介绍了C++中继承和派生的概念、语法、类型、构造和析构过程、函数重写、多重继承和虚继承。继承允许派生类从基类继承属性和行为并进行扩展或修改。继承类型包括公有、保护和私有继承，影响基类成员在派生类中的访问权限。派生类构造和析构时，先调用基类相应函数。派生类可重写基类虚函数实现多态。C++支持多重继承，虚继承解决菱形继承问题。合理使用继承可构建层次清晰、结构合理的类体系。

在C++中，继承和派生是面向对象编程的核心概念，允许一个类（派生类）从另一个类（基类）继承属性和行为，并在此基础上进行扩展或修改。

一、基本概念

基类（Base Class）：被继承的类，也称为父类。
派生类（Derived Class）：继承基类的类，也称为子类。

派生类继承了基类的成员（数据成员和成员函数），并可以添加新的成员或重写基类的成员函数。

二、继承的语法

class BaseClass {// 基类成员
};class DerivedClass : access-specifier BaseClass {// 派生类成员
};

access-specifier 可以是 public、protected 或 private，决定了基类成员在派生类中的访问权限。

三、继承类型

公有继承（public）：

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 成员在派生类中不可访问。

class Base {
public:int publicVar;
protected:int protectedVar;
private:int privateVar;
};class Derived : public Base {// publicVar 是 public// protectedVar 是 protected// privateVar 不可访问
};

保护继承（protected）：
- 基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变为 protected。
- 基类的 private 成员在派生类中不可访问。
```
class Derived : protected Base {// publicVar 是 protected// protectedVar 是 protected// privateVar 不可访问
};
```
私有继承（private）：
- 基类的 public 和 protected 成员在派生类中都变为 private。
- 基类的 private 成员在派生类中不可访问。
```
class Derived : private Base {// publicVar 是 private// protectedVar 是 private// privateVar 不可访问
};
```

四、派生类的构造和析构

构造函数：派生类的构造函数会先调用基类的构造函数，再执行派生类的构造函数体。
析构函数：派生类的析构函数会先执行派生类的析构函数体，再调用基类的析构函数。

class Base {
public:Base() { cout << "Base Constructor" << endl; }~Base() { cout << "Base Destructor" << endl; }
};class Derived : public Base {
public:Derived() { cout << "Derived Constructor" << endl; }~Derived() { cout << "Derived Destructor" << endl; }
};int main() {Derived d;return 0;
}

输出：

Base Constructor
Derived Constructor
Derived Destructor
Base Destructor

五、函数重写（Override）

派生类可以重写基类的虚函数（virtual），以实现多态。

class Base {
public:virtual void show() {cout << "Base show" << endl;}
};class Derived : public Base {
public:void show() override {cout << "Derived show" << endl;}
};int main() {Base* b = new Derived();b->show();  // 输出: Derived showdelete b;return 0;
}

六、多重继承

C++支持多重继承，即一个派生类可以从多个基类继承。

class Base1 {
public:void show1() {cout << "Base1 show" << endl;}
};class Base2 {
public:void show2() {cout << "Base2 show" << endl;}
};class Derived : public Base1, public Base2 {
};int main() {Derived d;d.show1();  // 输出: Base1 showd.show2();  // 输出: Base2 showreturn 0;
}

七、虚继承

虚继承用于解决多重继承中的菱形继承问题，确保基类只被继承一次。

class Base {
public:int data;
};class Derived1 : virtual public Base {
};class Derived2 : virtual public Base {
};class FinalDerived : public Derived1, public Derived2 {
};int main() {FinalDerived fd;fd.data = 10;  // 不会产生二义性return 0;
}