一，继承的概念和定义

C++面向对象有三大特性，分别是封装，继承，多态。前面我们了解了封装，在这一部分我们来看一下继承。

1.1 继承的概念

继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用，继承是类设计层次的复用。

看下面的代码：

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "name:" << _name << endl;
		cout << "age:" << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "peter"; // 姓名
	int _age = 18; // 年龄
};

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

class Teacher : public Person
{
protected:
	int _jobid; // 工号
};

int main()
{
	Student s;
	Teacher t;
	s.Print();
	t.Print();
	return 0;
}

Student和Teacher这两个类继承了Person类，在Person类的基础上有增加了自己的属性，同时Person类中的成员变量和方法也都是两个子类的一部分，可以看到Student和Teacher类可以复用Person中的函数。

1.2 继承的定义

继承的格式：

派生类也叫子类，基类也叫父类

---

1.3 继承关系和访问限定符

继承方式和访问限定符有三种

---

实际上对基类成员的访问方式是由继承方式和成员变量共同决定的：

1. 上面的表格我们会发现，基类的私有成员在子类都是不可见。基类的其他成员在子类的访问方式 == Min(成员在基类的访问限定符，继承方式)，并且public > protected> private
2. 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。也就是指基类的私有成员还是被继承到了派生类对象中，但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。
3. 基类private成员在派生类中是不能被访问，如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在派生类中能访问，就定义为protected。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
4. 在实际运用中一般使用都是public继承，几乎很少使用protetced/private继承，也不提倡使用protetced/private继承，因为protetced/private继承下来的成员都只能在派生类的类里面使用，实际中扩展维护性不强。

二，基类和派生类的对象赋值转移

基类和派生类的对象赋值转移也就是说派生类对象可以赋值给基类的对象指针/引用，形象地说是切片或切割，是将派生类中基类的部分切下赋给基类。

---

基类对象不能赋值给子类对象，但是基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但是必须是基类
的指针是指向派生类对象时才是安全的。

三，继承的作用域

1. 在继承体系中基类和派生类都有其自己的作用域
2. 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
3. 如果是成员函数的隐藏，只需要函数名相同就构成隐藏

class A
{
public:
	void fun()
	{
	cout << "func()" << endl;
	}
};
class B : public A
{
public:
	void fun(int i)
	{
		A::fun();//显式调用A中的fun
		cout << "func(int i)->" <<i<<endl;
	}
};
void Test()
{
	B b;
	b.fun(10);
};

这里可以看到A和B中都有fun函数，且同名，所以构成隐藏。但是注意，这两个fun可不是重载，因为不在同一个作用域

四，派生类的默认成员函数

派生类也有默认成员函数，我们在前面讲过类的默认成员函数有六个

1. 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函数，则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用
2. 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化
3. 派生类的operator=必须要调用基类的operator=完成基类的复制
4. 派生类的析构函数会在被调用完成后自动调用基类的析构函数清理基类成员。因为这样才能保证派生类对象先清理派生类成员再清理基类成员的顺序
5. 派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造

下面的代码可以看到上面所说的几个结论：

class Person
{
public :
	Person(const char* name = "peter")
		: _name(name )
	{
		cout<<"Person()" <<endl;
	}
	Person(const Person& p)
		: _name(p._name)
	{
		cout<<"Person(const Person& p)" <<endl;
	}
	Person& operator=(const Person& p )
	{
		cout<<"Person operator=(const Person& p)"<< endl;
		if (this != &p)
			_name = p._name;
			return *this ;
	}
	~Person()
	{
		cout<<"~Person()" <<endl;
	}
protected :
	string _name ; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public :
	Student(const char* name, int num)
		: Person(name )
		, _num(num )
	{
		cout<<"Student()" <<endl;
	}
	Student(const Student& s)
		: Person(s)
		, _num(s._num)
	{
		cout<<"Student(const Student& s)" <<endl ;
	}
	Student& operator = (const Student& s )
	{
		cout<<"Student& operator= (const Student& s)"<< endl;
		if (this != &s)
		{
			Person::operator =(s);
			_num = s._num;
		}
		return *this ;
	}
	~Student()
	{
		cout<<"~Student()" <<endl;
	}
protected :
	int _num ; //学号
};

五，继承和友元&静态成员和继承

友元关系不能继承，也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员
基类定义了static静态成员，则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类，都只有一个static成员实例

六，菱形继承和菱形虚拟继承

继承有单继承和多继承，单继承就是每个派生类只有一个直接基类，而多继承是指一个子类有两个或以上的直接父类的继承关系。而菱形继承是多继承的一种特殊情况。下面我们一起来探讨一下

---

---

1. 菱形继承

所谓菱形继承，就是如下图所示，Assistant继承了Student和Teacher，而继承的两个类又继承自Person.

class Person
{
public :
	string _name ; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected :
	int _id ;
};
class Teacher : public Person
{
protected :
	int _no ; 
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected :
	string _majorCourse ; // 主修课程
};
void Test ()
{
// 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
	Assistant a ;
	a._name = "peter";
}

从上面代码可以看出菱形继承会造成数据冗余和二义性的问题。在Assistant的对象中会有两份Person成员。

解决办法有两种，一种是显式地指定访问哪一个name，另一种是在上面的继承关系中，在Student和Teache的继承时采用虚拟继承

2. 菱形虚拟继承

下面是菱形虚拟继承的代码示例：

class A
{
public:
	int _a;
};

class B : virtual public A
{
public:
	int _b;
};

class C : virtual public A
{
public:
	int _c;
};

class D : public B, public C
{
public:
	int _d;
};
int main()
{
	D d;
	d.B::_a = 1;
	d.C::_a = 2;
	d._b = 3;
	d._c = 4;
	d._d = 5;
	return 0;
}

虚拟继承会解决数据冗余和二义性

这是因为在菱形虚拟对象的模型中，A中的_a放到了D的最下面，同属于B，C。B，C又通过内部的指针（虚基表指针），指针指向的是一张表（虚基表），表里存放的是偏移量，根据偏移量就可以找到共有的_a.

七，总结

有了多继承也就有了菱形继承，菱形继承其实来说是个C++的缺陷，比较复杂。

除了继承之外，还有一种关系叫组合，继承实际上像一种is-a的关系，而组合更像是一种has-a的关系，

1. 也就是说继承是每个派生类对象就是一个基类对象
2. 而组合是说B组合了A，A包含在B中，每一个B对象都有一个A对象。

---

对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用(black-box reuse)，因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。组合类之间没有很强的依赖关系，耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。