"本资料主要介绍C++中的类继承,特别是保护继承的概念。内容包括基类和派生类的定义,单继承和多继承的区分,以及派生类的定义格式。此外,还探讨了基类中的私有、保护和公有成员在派生类中的访问权限。"
在C++中,继承是面向对象编程的一个核心特性,它允许我们创建一个新的类(派生类)基于现有的类(基类)。这种关系使得派生类能够继承基类的属性和行为,同时可以添加新的特性和功能,从而实现代码的复用和扩展。
1. **基类和派生类**
- **基类**:是被其他类继承的类,也称为父类或超类。
- **派生类**:从基类继承而来的类,也称为子类或导出类。派生类可以继承基类的成员,包括数据成员和成员函数。
2. **继承的类型**
- **单继承**:一个派生类只有一个基类。例如,如果`Student`类是从`Person`类派生的,那么`Person`就是`Student`的基类。
- **多继承**:一个派生类可以从多个基类继承,例如,`Car`类可以同时从`Vehicle`和`Electrical`类派生,这样`Car`就具有了`Vehicle`和`Electrical`的特性。
3. **继承方式**
- **公有继承(public inheritance)**:基类的公有成员和保护成员在派生类中保持其访问权限,即公有成员仍是公有的,保护成员仍是保护的。
- **保护继承(protected inheritance)**:在这种情况下,基类的公有成员和保护成员在派生类中都变为保护的,这意味着它们对派生类内部是可访问的,但对外部代码不可见。
- **私有继承(private inheritance)**:基类的所有成员在派生类中都变为私有,对外部和派生类的非友元类都是不可见的。
4. **继承访问权限**
- **私有成员(private)**:在派生类中不可继承,只有基类内部可以访问。
- **保护成员(protected)**:在派生类中可继承,但不能通过派生类的对象直接访问,只能在派生类内部访问。
- **公有成员(public)**:在派生类中可继承,可以通过派生类的对象进行访问。
5. **派生类的定义**
- 派生类的定义格式通常如下所示:`class DerivedClassName : access_specifier BaseClassName { DerivedClassNewMembers };`
- 其中,`access_specifier`可以是`public`,`protected`或`private`,表明继承的方式。
6. **保护继承的特性**
- 在保护继承中,基类的保护成员在派生类中保持保护状态,这限制了外部代码对这些成员的访问,但允许派生类内部进行操作。
7. **示例**
- 假设有一个`Mammal`类,包含年龄和体重的保护成员。一个名为`Dog`的派生类可以访问并操作这些保护成员,但在`Dog`类的外部,这些成员是不可见的。
C++的保护继承是一种控制继承类对基类成员访问的策略,它增强了封装性,确保了数据的安全性,同时也提供了灵活性,允许派生类根据需要对基类的保护成员进行操作。在设计复杂系统时,合理利用继承关系可以有效地组织和管理代码结构。