代码讲解C++继承和派生

这里我就来详细讲解一下“代码讲解C++继承和派生”的完整攻略。

1. C++继承

C++中的继承是指从一个类中派生出另一个类，具体实现方式为在派生类的定义中使用“:”后面跟上基类的名称。

1.1 基类和派生类的定义

下面是一个基类的定义：

class Shape {
    public:
        virtual void draw() = 0;
        virtual double area() = 0;
}

这里定义了一个图形类Shape，其中包含两个纯虚函数，分别为draw和area。这两个函数在派生类中必须被实现。

下面是一个派生类的定义：

class Circle : public Shape {
    private:
        double radius;
    public:
        Circle(double r) : radius(r) {}
        void draw() override {
            cout << "Drawing circle ..." << endl;
        }
        double area() override {
            return 3.14 * radius * radius;
        }
}

这里定义了一个圆形类Circle，它从基类Shape中继承了两个纯虚函数draw和area，并且实现了它们。在派生类的定义中，使用“:”后面跟上基类的名称来继承基类。

1.2 继承类型和访问控制

在C++中，派生类可以选择不同的继承类型，包括public、private和protected。

对于public继承，基类中所有的public成员都会成为派生类中的public成员，所有的protected成员都会成为派生类中的protected成员，所有的private成员都不可见。

对于private继承，基类中所有的public和protected成员都变成了派生类的private成员，所有的private成员都不可见。

对于protected继承，基类中所有的public和protected成员都变成了派生类的protected成员，所有的private成员都不可见。

1.3 多重继承

C++还支持多重继承，即从多个基类中派生出一个派生类。多重继承的定义方式与单一继承类似，在派生类的定义中使用“:”后面跟上多个基类的名称，用逗号隔开。

下面是一个多重继承的示例：

class BaseOne {
    public:
        void methodOne() {
            cout << "BaseOne::methodOne()" << endl;
        }
};

class BaseTwo {
    public:
        void methodTwo() {
            cout << "BaseTwo::methodTwo()" << endl;
        }
};

class Derived : public BaseOne, public BaseTwo {
    public:
        void method() {
            methodOne();
            methodTwo();
        }
};

这里定义了两个基类BaseOne和BaseTwo，以及一个派生类Derived，派生类从这两个基类中继承了它们的所有公共成员函数。在定义派生类Derived时，使用多个基类的名称，用逗号隔开。

2. C++派生

在C++中，从已有的类中派生出新的类称为派生。派生可以实现代码的复用，提高代码的可读性。

2.1 派生的方式

C++中有三种派生方式，分别为public、protected和private。不同的派生方式对派生类中的成员的访问权限不同。

对于public派生，原来基类中的public成员在派生类中仍然是public成员，原来基类中的protected成员在派生类中变成了protected成员，原来基类中的private成员在派生类中仍然是不可见的。

对于protected派生，原来基类中的public和protected成员在派生类中变成了protected成员，原来基类中的private成员在派生类中仍然是不可见的。

对于private派生，原来基类中的public和protected成员在派生类中变成了private成员，原来基类中的private成员在派生类中仍然是不可见的。

2.2 派生的实现

派生是通过派生类的定义来实现的，派生类的定义需要指明要从哪个基类派生出来，同时还可以在派生类中添加新的成员变量和成员函数。

下面是一个派生类的示例：

class Base {
    public:
        int num;
};

class Derived : public Base {
    public:
        int num2;
        void print() {
            cout << num << " " << num2 << endl;
        }
};

这里定义了一个基类Base和一个派生类Derived。在Derived类的定义中，使用“:”后面跟上public和基类名称Base，表示从Base类中public继承。Derived类还添加了一个新成员变量num2和一个成员函数print。

2.3 虚继承

虚继承和普通继承的区别在于，在继承链中存在共同的基类时，虚继承可以避免产生冗余的成员变量和函数，从而节省内存。

在C++中，使用关键字virtual来进行虚继承。

下面是一个虚继承的示例：

class Base {
    public:
        int num;
};

class Derived : virtual public Base {
    public:
        int num2;
};

class Derived2 : virtual public Base {
    public:
        int num3;
};

class Derived3 : public Derived, public Derived2 {
    public:
        void print() {
            cout << num << " " << num2 << " " << num3 << endl;
        }
};

这里定义了 Base、Derived、Derived2 和 Derived3 四个类。其中，Base是一个基类，Derived 和 Derived2 都是虚继承 Base，而 Derived3 则同时继承了 Derived 和 Derived2。

虚继承通常用于解决菱形继承问题，即某个类同时从两个派生类中继承相同的成员变量和函数。虚继承会让这个类只继承其中一个派生类的成员，从而避免了冗余的成员继承。