目录
一、继承概念与定义
二、基类和派生类对象赋值转换
三、继承中的作用域
四、派生类的默认成员函数
五、继承中的细节
5.1 继承与友元
5.2 继承和静态成员
六、多继承与菱形继承
七、虚拟继承
7.1 概念与使用方法
7.2 原理
7.3 虚继承的构造函数调用规则
7.4 虚继承的代价
八、组合与继承
结语
一、继承概念与定义
继承是面向对象编程（OOP）的核心机制之一，允许一个类（派生类/子类）基于另一个类（基类/父类）构建，复用其成员并扩展功能。
目的：
代码复用：避免重复编写基类已有的代码。
层次化设计：通过抽象基类定义通用接口，子类实现具体行为。
多态支持：通过基类指针/引用调用不同子类的方法。
语法：
class 派生类名 : 访问修饰符 基类名
{// 派生类新增成员
};
说明：
派生类会将基类的成员变量和成员函数都继承下来，但是访问限定符会根据继承方式而发生变化。
继承方式同访问限定符一样有三种：public、protected、private。
继承基类成员的访问方式的变化：
| 类成员\继承方式 | public继承 | protected继承 | private继承 |
| public成员 | 派生类的public成员 | 派生类的protected成员 | 派生类的private成员 |
| protected成员 | 派生类的protected成员 | 派生类的protected成员 | 派生类的private成员 |
| private成员 | 派生类中不可见 | 派生类中不可见 | 派生类中不可见 |
示例：
class Base {
public:int x;
protected:int y;
private:int z;
};class Derived : public Base {// x 是 public，y 是 protected，z 不可见
};class Derived2 : private Base {// x 和 y 变为 private，z 不可见
};总结：
基类的private成员在派生类中都是不可见的，这里的不可见是指基类的私有成员还是被继承到了派生类对象中，但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。
基类成员在父类中的访问方式=min（成员在基类的访问限定符，继承方式），public > protected > private。
一般会把基类中不想让类外访问的成员设置为protecd成员，不让类外访问，但是让派生类可以访问。
final 关键字：
禁止类被继承或虚函数被覆盖。
示例：
class Base final { /* ... */ }; // 不能被继承class Derived {
public:virtual void func() final { /* ... */ } // 不能被子类覆盖
};二、基类和派生类对象赋值转换
- 派生类对象可以赋值给基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用。这里有个形象的说法叫切片或者切割。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去。
- 基类对象不能赋值给派生类对象。
- 基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。
示例：
class Person
{
protected:string _name; // 姓名int _age; // 年龄
};class Student : public Person
{
private:int _stuid = 0; // 学号int _major = 0; // 专业
};int main()
{Student s;// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用Person p= s;Person* pp = &s;Person& rp = s;// 2.基类对象不能赋值给派生类对象s = p; // 会报错// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针Student* ps1 = (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。ps1->_stuid = 10;pp = &p;Student* ps2 = (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以，但是会存在越界访问的问题ps2->_stuid = 10;return 0;
}
三、继承中的作用域
- 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
- 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
class Person
{
protected :string _name = "小李子"; // 姓名int _num = 111; // 身份证号
};class Student : public Person
{
public:void Print(){cout<<" 姓名:"<<_name<< endl;cout<<" 身份证号:"<<Person::_num<< endl;cout<<" 学号:"<<_num<<endl;}
protected:int _num = 999; // 学号
};
class A
{
public:void fun(){cout << "func()" << endl;}
};class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun();cout << "func(int i)->" <<i<<endl;}
}；
这里A和B类里都有一个fun函数，只要函数名相同就构成隐藏。
一般来说在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
四、派生类的默认成员函数
构造函数调用顺序：
基类构造函数 → 派生类成员对象的构造函数 → 派生类构造函数
class Base
{
public:Base() { cout << "Base Constructor\n"; }
};class Derived : public Base
{
public:Derived() : Base() { // 显式调用基类构造函数（可省略）cout << "Derived Constructor\n";}
};析构函数调用顺序：
派生类析构函数 → 派生类成员对象的析构函数 → 基类析构函数
class Person
{
public:Person(const char* name = "Tom"): _name(name){cout<<"Person()" <<endl;}Person(const Person& p): _name(p._name){cout<<"Person(const Person& p)" <<endl;}Person& operator=(const Person& p){cout<<"Person operator=(const Person& p)"<< endl;if (this != &p)_name = p ._name;return *this ;}~Person(){cout<<"~Person()" <<endl;}protected:string _name ; // 姓名
};class Student : public Person
{
public:Student(const char* name, int num): Person(name), _num(num ){cout<<"Student()" <<endl;}Student(const Student& s): Person(s), _num(s._num){cout<<"Student(const Student& s)" <<endl ;}Student& operator=(const Student& s){cout<<"Student& operator= (const Student& s)"<< endl;if (this != &s){Person::operator =(s);_num = s ._num;}return *this ;}~Student(){cout<<"~Student()" <<endl;}protected:int _num ; //学号
};
- 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函数，则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用。
- 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化。
- 派生类的operator=必须要调用基类的operator=完成基类的复制。
- 因为后续一些场景析构函数需要构成重写，重写的条件之一是函数名相同(这个我们后面会讲解)。那么编译器会对析构函数名进行特殊处理，处理成destrutor()，所以父类析构函数不加virtual的情况下，子类析构函数和父类析构函数构成隐藏关系
五、继承中的细节
5.1 继承与友元
友元关系不能被继承。也就是说基类的友元不能够访问子类的私有和保护成员。
class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person& p, const Student& s);protected:string _name; // 姓名
};class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};void Display(const Person& p, const Student& s)
{cout << p._name << endl;cout << s._stuNum << endl;
}void Test()
{Person p;Student s;Display(p, s);
} 
5.2 继承和静态成员
基类定义的static静态成员，存在于整个类中，不属于某个类，无论有多少个派生类，都这有一个static成员。
class Person
{
public :Person () {++ _count ;}protected :string _name ; // 姓名public :static int _count; // 统计人的个数。
};int Person :: _count = 0;class Student : public Person
{
protected :int _stuNum ; // 学号
};class Graduate : public Student
{
protected :string _seminarCourse ; // 研究科目
};
六、多继承与菱形继承
多继承：
一个派生类可继承多个基类。
示例：
class A
{ /* ... */
};class B
{ /* ... */
};class C
{ /* ... */
};class D : public A, public B, public C
{ /* ... */
};菱形继承：
多继承的一种特殊情况，继承的父类中有公共的基类。
class A
{ /* ... */
};class B : public A
{ /* ... */
};class C : public A
{ /* ... */
};class D : public B, public C // D 包含两份 A 的成员
{ /* ... */
};菱形继承的问题：
菱形继承有数据冗余和二义性的问题。
七、虚拟继承
7.1 概念与使用方法
虚拟继承也叫做虚继承，是为了解决菱形继承中的冗余问题，确保最终派生类只含有一份虚基类成员。在继承方式前加virtual的关键字即可。
class Person
{
public:string _name;
};class Student : virtual public Person
{
public:int _num; //学号
};class Teacher : virtual public Person
{
public:int _id; // 职工编号
};class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修课程
}；7.2 原理
class A
{
public: int data;
};
class B : virtual public A
{};class C : virtual public A
{};class D : public B, public C
{};D d;
d.data = 10;虚基类表
每个虚继承的派生类对象中，编译器会插入一个虚基类指针，指向虚基类表。
虚基类表中存储了虚基类子对象相对于当前对象的偏移量。
通过虚继承，D 对象中 只保留一份 A 的成员：
D 对象内存布局： +-------------------+ | B 的虚基类指针 | → 虚基类表（包含 A 的偏移量） | B 的自身成员 | +-------------------+ | C 的虚基类指针 | → 虚基类表（包含 A 的偏移量） | C 的自身成员 | +-------------------+ | D 的自身成员 | +-------------------+ | A 的成员（data） | ← 共享的唯一实例 +-------------------+
7.3 虚继承的构造函数调用规则
虚基类的构造函数由最派生类直接调用，而不是由中间基类调用。
构造函数调用顺序：
虚基类构造函数（按声明顺序）
非虚基类构造函数（按声明顺序）
成员对象的构造函数（按声明顺序）
派生类自身的构造函数
7.4 虚继承的代价
内存开销
- 每个虚继承的派生类对象需要存储虚基类指针。
- 虚基类表占用额外内存。
访问性能
访问虚基类成员需要通过虚基类指针间接寻址，比直接访问略慢。
- 初始化复杂性
必须由最派生类直接初始化虚基类。
八、组合与继承
- public继承是一种is-a的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。
- 组合是一种has-a的关系。假设B组合了A，每个B对象中都有一个A对象。
- 优先使用对象组合，而不是类继承 。
- 继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称为白箱复用(white-box reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对子类可见 。继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变，对派生类有很大的影响。派生类和基类间的依赖关系很强，耦合度高。
- 对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用(black-box reuse)，因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。组合类之间没有很强的依赖关系，耦合度低。优先使用对象组合有助于保持每个类被封装。
- 实际尽量多去用组合。组合的耦合度低，代码维护性好。不过继承也有用武之地的，有些关系就适合继承那就用继承，另外要实现多态，也必须要继承。类之间的关系可以用继承，可以用组合，就用组合。
结语
面向对象编程的三大特点之一的继承使得类可以进行复用，但也会带来菱形继承得麻烦缺陷，在使用时要结合实际的需求去考虑。
下一篇将会介绍三大特点的最后一个：多态相关的知识，有兴趣的朋友可以关注一下。
