类的继承与派生：扩展现有类的能力

# 1. 类的继承与派生的基础概念

## 1.1 什么是类的继承与派生

在面向对象编程中，类的继承与派生是指从已有的类派生出新的类，新的类可以继承原有类的属性和方法。继承（Inheritance）是一种从已有的类创建新类的过程，新创建的类称为子类（子类也称为派生类、衍生类），被继承的类称为基类（父类或超类）。通过继承，子类可以重用父类的代码，同时还可以添加自己特有的属性和方法。

## 1.2 继承与派生的作用和好处

继承与派生的作用是实现类之间的关系，可以通过继承来组织代码，形成类的层次结构，提高代码的可重用性和可维护性。继承使得代码更加灵活，可以在不修改基类代码的情况下扩展新的功能。派生的好处在于减少代码的重复编写，提高开发效率。

## 1.3 继承与派生的基本语法和规则

在大多数面向对象编程语言中，继承与派生可以通过语法上的关键字或符号实现。通常，继承的语法为：子类名称 extends 父类名称。父类中的属性和方法可以通过子类进行继承和访问。在继承关系中，子类可以拥有自己的属性和方法，也可以覆盖父类的方法。继承还满足一些规则，如单一继承、多重继承、虚方法和重写等。这些规则帮助开发人员更好地使用继承与派生。

以上是第一章的内容。接下来，我们将继续讨论第二章的内容：基础类的继承与派生。

# 2. 基础类的继承与派生

在面向对象的编程中，继承是一种重要的概念，它允许我们创建一个新的类，该类继承了现有类的属性和方法。这个新的类被称为子类（Derived class），而原始类被称为基础类（Base class）或父类（Parent class）。继承的过程称为派生（Derivation）。

### 2.1 如何创建一个子类

在Python中，我们可以通过定义一个新的类来创建一个子类，同时指定它继承的基础类。下面是一个简单的示例代码：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def sound(self):
        pass


class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "Woof!"


class Cat(Animal):
    def sound(self):
        return "Meow!"

dog1 = Dog("Bobby")
cat1 = Cat("Tom")
print(dog1.sound())  # 输出 "Woof!"
print(cat1.sound())  # 输出 "Meow!"

在上面的代码中，我们定义了一个`Animal`类作为基础类，然后创建了两个子类`Dog`和`Cat`。子类继承了基础类的`name`属性，并且对基础类的`sound`方法进行了重写。

### 2.2 子类如何继承基础类的属性和方法

子类继承基础类的属性和方法是继承的一项基本功能。当我们创建子类时，子类会自动继承基础类的所有属性和方法，包括构造函数（`__init__`方法）。

在子类中，我们可以直接使用基础类的属性和方法：

class Shape:
    def __init__(self, color):
        self.color = color

    def show_color(self):
        print("The shape's color is", self.color)


class Circle(Shape):
    def __init__(self, color, radius):
        Shape.__init__(self, color)
        self.radius = radius

    def show_radius(self):
        print("The circle's radius is", self.radius)


circle1 = Circle("Red", 5)
circle1.show_color()  # 输出 "The shape's color is Red"
circle1.show_radius()  # 输出 "The circle's radius is 5"

在上面的代码中，基础类`Shape`有一个`color`属性和一个`show_color`方法，子类`Circle`继承了基础类，并添加了一个`radius`属性和一个`show_radius`方法。在子类的构造函数中，我们可以通过调用基础类的`__init__`方法来初始化基础类的属性。

### 2.3 子类如何覆盖（override）基础类的方法

除了继承基础类的属性和方法，子类还可以对基础类的方法进行覆盖（即重写）。通过在子类中定义与基础类同名的方法，我们可以改变该方法的实现逻辑。下面是一个示例代码：

class Vehicle:
    def __init__(self):
        pass

    def drive(self):
        print("Driving a vehicle")


class Car(Vehicle):
    def __init__(self):
        pass

    def drive(self):
        print("Driving a car")


class Bike(Vehicle):
    def __init__(self):
        pass

    def drive(self):
        print("Riding a bike")


vehicle1 = Vehicle()
car1 = Car()
bike1 = Bike()

vehicle1.drive()  # 输出 "Driving a vehicle"
car1.drive()  # 输出 "Driving a car"
bike1.drive()  # 输出 "Riding a bike"

在上面的代码中，基础类`Vehicle`