设计一个继承家族的类，点派生出圆类，以圆类为基类派生出圆柱体类和球体类c++

在 C++ 中，你可以设计一个简单的类层次结构来表示几何形状，比如圆形、圆柱体和球体。首先，我们创建一个基础类 `Shape`，然后让 `Circle`, `Cylinder`, 和 `Sphere` 继承自这个基础类。

#include <iostream>
#include <cmath>

// 基础形状类 Shape
class Shape {
public:
    // 构造函数
    Shape(double radius) : radius(radius) {}

    // 简单的属性和操作
    virtual double getArea() const = 0;  // 静态纯虚函数，用于计算面积
    virtual double getVolume() const = 0;  // 静态纯虚函数，用于计算体积

protected:
    double radius;
};

// 圆形类 Circle 继承自 Shape
class Circle : public Shape {
private:
    double circumference;

public:
    Circle(double r) : Shape(r), circumference(2 * M_PI * r) {}  // 计算周长并存储

    double getArea() const override { return M_PI * pow(radius, 2); }
    double getVolume() const override { return 0; }  // 因为圆没有体积，返回0
};

// 圆柱体类 Cylinder 继承自 Shape
class Cylinder : public Shape {
private:
    double height;

public:
    Cylinder(double r, double h) : Shape(r), height(h) {}

    double getArea() const override { return M_PI * pow(radius, 2) + 2 * M_PI * radius * height; }
    double getVolume() const override { return M_PI * pow(radius, 2) * height; }
};

// 球体类 Sphere 继承自 Shape
class Sphere : public Shape {
private:
    double diameter;

public:
    Sphere(double d) : Shape(d / 2), diameter(d) {}

    double getArea() const override { return 4 * M_PI * pow(radius, 2); }
    double getVolume() const override { return (4 / 3) * M_PI * pow(radius, 3); }
};

int main() {
    Circle circle(5);
    std::cout << "Circle area: " << circle.getArea() << ", volume: " << circle.getVolume() << "\n";

    Cylinder cylinder(3, 7);
    std::cout << "Cylinder area: " << cylinder.getArea() << ", volume: " << cylinder.getVolume() << "\n";

    Sphere sphere(10);
    std::cout << "Sphere area: " << sphere.getArea() << ", volume: " << sphere.getVolume() << "\n";

    return 0;
}

在这个例子中，`Shape` 是一个抽象基类，它定义了共同的行为（如计算面积和体积）。`Circle`, `Cylinder`, 和 `Sphere` 分别继承并实现了各自特有的属性和计算方法。