8.1 继承与派生的概念

层次概念是计算机的重要概念。通过继承（inheritance）的机制可对类（class）分层，提供类型/子类型的关系。C++通过类派生（class derivation）机制来支持继承。

被继承的类型称为基类（base class）或超类（superclass），新产生的类为派生类（derived class）或子类（subclass）。基类和派生类的集合称作类继承层次结构（hierarchy）。如果基类和派生类共享相同的公有接口，则派生类被称作类的子类型（subtype）。

继承机制体现了现实世界的层次结构，如下图所示。

派生反映了事物之间的联系，事物的共性与个性之间的关系。从工作量上看，工作量少，派生类中重复的部分可以从基类继承来，不需要再单独编程。

“层次”的获得：多种考虑，例如类的分解问题（如何把多个类的共同特征分解到一个基类中）。

类的派生与继承

◆ 1、由基类派生出派生类的语法形式
C++中由基类派生出派生类的语法形式为：
    class 派生类名：访问限定符 基类名1《，访问限定符 基类名2，……，访问限定符 基类名n 》
    {
        《 《private: 》成员表1；》
        //派生类增加或替代的私有成员
        《public: 成员表2；》
        //派生类增加或替代的公有成员
        《protected: 成员表3；》
        //派生类增加或替代的保护成员
    }；//分号不可少

其中，基类1，基类2，……是已声明的类。

在派生类定义的类体中给出的成员称为派生类成员，它们是新增加的数据和函数成员。这些新增加的成员是派生类对基类的发展，它们给派生类添加了不同于基类的新的属性和功能。派生类成员包括新添加的，也包括通过屏蔽作用，取代基类成员的更新成员。

◆ 2、单一继承和多重继承

• 单一继承（single-inheritance） ：一个派生类只有一个直接基类。
• 多重继承（multiple-inheritance） ：一个派生类可以同时有多个基类。
  
  
  派生类吸收了基类的几乎所有成员。

◆ 3、编制派生类的步骤

编制派生类时可分四步：

1. 吸收基类的成员：不论是数据成员，还是函数成员，除构造函数与析构函数外全盘接收（继承方式）。
2. 改造基类成员：声明一个和某基类成员同名的新成员，该新成员将屏蔽基类同名成员。称为同名覆盖（override）
3. 发展新成员：派生类新成员必须与基类成员不同名，它的加入保证派生类在功能上有所发展。
4. 重写构造函数与析构函数。

说明：

• 第2步中，新成员若是成员函数，参数表也必须一样，否则是重载。
• 第3步中，独有的新成员才是继承与派生的核心特征。
• 第4步是重写构造函数与析构函数，派生类不继承这两种函数。
• 例如，在顺序表中，要求把数组改为动态建立，采用派生类的方法，在第二步用动态数组把静态数组覆盖掉；原来的构造函数与析构函数完全不能用了，新的函数要进行动态（堆）内存的分配与释放。
• 不管原来的函数是否可用一律重写可免出错。

注意：必须规范化地编程，除了算法必须规范化外，编程的步骤也必须规范化，上面的步骤就是继承与派生编程的规范化步骤。

公有派生与私有派生

派生类定义时的访问限定符，是指访问控制，亦称为继承方式，用于在派生类中对基类成员进一步的限制。

访问控制也是三种：公有（public）方式，保护（protected）方式和私有（private）方式，相应的继承亦称公有继承、保护继承和私有继承。访问限定有两方面含义：

1. 派生类新增成员函数对基类（继承来的）成员的访问；
2. 从派生类对象之外对派生类对象中的基类成员的访问。

下表给出公有派生和私有派生的访问限制。


公有派生是绝对主流。