C++继承和派生详解：扩展与复用

本课程件主要讲解了C++中的继承和派生概念，以及如何从一个基类派生出新的类。通过实例展示了如何定义基类和派生类，并介绍了继承的三种方式：公有继承（public）、私有继承（private）和保护继承（protected）。 在面向对象编程中，继承是一种核心特性，它允许我们创建新的类，这些类不仅具有原有的类（基类）的特性，还可以添加新的功能。继承的主要优点在于代码重用和扩展，使得软件的维护和升级更为高效。 C++中的继承语法如下所示： ```cpp class DerivedClassName: AccessSpecifier BaseClassName { // 私有成员 private: ...; // 公有成员 public: ...; // 保护成员 protected: ...; }; ``` 在这个结构中，`DerivedClassName` 是派生类的名称，`BaseClassName` 是基类的名称，`AccessSpecifier` 是继承方式，可以是 `public`、`private` 或 `protected`。 1. **公有继承 (public)**: 派生类可以访问基类的所有公有和保护成员。这意味着在派生类中，基类的公有成员仍然保持公有，保护成员保持保护。外部代码可以通过派生类的对象来访问这些成员。 2. **私有继承 (private)**: 基类的公有和保护成员在派生类中都变为私有，外部代码不能直接访问这些成员，即使通过派生类的对象也不行。私有继承通常用于实现“is-a”关系，但不希望外部代码直接操作基类的成员。 3. **保护继承 (protected)**: 这种方式下，基类的公有成员变为保护成员，只有派生类可以访问。这限制了外部代码对基类成员的直接访问，同时允许派生类进行必要的内部操作。 例如，有一个简单的`Student`类，包含学生的基本信息如学号、姓名和性别。为了扩展这个类，添加年龄和地址信息，我们可以创建一个新的派生类`Student1`。`Student1`不仅包含`Student`类的所有属性，还增加了`age`和`address`字段，以及一个新的成员函数`display_1()`来展示这些新增的成员。 ```cpp class Student { // ... }; class Student1 : public Student { private: int age; string addr; public: void display_1() { // ... } }; ``` 在这个例子中，`Student`是基类，`Student1`是派生类，通过`public`关键字表明`Student`的公有成员在`Student1`中仍然是公有的。 继承的概念可以用类图来表示，例如类A作为基类，类B作为派生类，类B在图形上会位于类A的下方，表示类B继承了类A的所有特性，并可能添加了自己的特性。 C++中的继承和派生是面向对象编程的重要组成部分，它提供了构建复杂软件体系结构的手段，通过复用和扩展已有类的功能，提高了代码的组织性和可维护性。正确理解和应用继承，可以使我们的代码更加模块化，降低系统复杂性，提高软件质量。