day4 4.1继承概念与方式、继承的权限及修改

C++ 继承与派生，继承性是面向对象程序设计最重要的特征，可以说，如果没有掌握继承性，就等于没有掌握类和对象的精华，就是没有掌握面向对象程序设计的真谛

继承的概念

继承是类与类之间的关系，是一个很简单很直观的概念，与现实世界中的继承类似，例如儿子继承父亲的财产；

继承（Inheritance）可以理解为一个类从另一个类获取成员变量和成员函数的过程；
例如类 B 继承于类 A，那么 B 就拥有 A 的成员变量和成员函数；被继承的类称为父类或基类，继承的类称为子类或派生类；（所以基类与派生类，父类与子类说的都是继承）

派生类除了拥有基类的成员，还可以定义自己的新成员，以增强类的功能；

以下是两种典型的使用继承的场景：

当你创建的新类与现有的类相似，只是多出若干成员变量或成员函数时，可以使用继承，这样不但会减少代码量，而且新类会拥有基类的所有功能；
当你需要创建多个类，它们拥有很多相似的成员变量或成员函数时，也可以使用继承；可以将这些类的共同成员提取出来，定义为基类，然后从基类继承，既可以节省代码，也方便后续修改成员；

下面，我们定义了一个基类 People，然后由此派生出 Student 类：

#include <cstdio>

using namespace std;

class People {
public:
    void setname(const char *name) { m_name = name; }
    void setage(int age) { m_age = age; }
    const char *getname() const { return m_name; }
    int getage() const { return m_age; }
private:
    const char *m_name;
    int m_age;
};

class Student : public People {
public:
    void setscore(float score) { m_score = score; }
    float getscore() const { return m_score; }
private:
    float m_score;
};

int main() {
    Student s;
    s.setname("Otokaze");
    s.setage(18);
    s.setscore(111);
    printf("name: %s, age: %d, score: %g\n", s.getname(), s.getage(), s.getscore());
    return 0;
}

本例中，People 是基类，Student 是派生类。Student 类继承了 People 类的成员，同时还新增了自己的成员变量 m_score 和成员函数 setscore()、getscore()；这些继承过来的成员，可以通过子类对象访问，就像自己的一样；

class Student : public People

class 后面的“Student”是新声明的派生类，冒号后面的“People”是已经存在的基类；在“People”之前有一关键宇 public，用来表示是公有继承；

继承方式包括 public（公有的）、private（私有的）和 protected（受保护的），此项是可选的，如果不写，那么默认为 private；

继承权限和继承方式

继承方式限定了基类成员在派生类中的访问权限，包括 public（公有的）、private（私有的）和 protected（受保护的）；此项是可选项，如果不写，默认为 private（成员变量和成员函数默认也是 private）；

现在我们知道，public、protected、private 三个关键字除了可以修饰类的成员，还可以指定继承方式；

public、protected、private 修饰类的成员

类成员的访问权限由高到低依次为 public –> protected –> private，public 成员可以通过对象来访问，private 成员不能通过对象访问；

现在再来补充一下 protected；protected 成员和 private 成员类似，也不能通过对象访问；但是当存在继承关系时，protected 和 private 就不一样了：基类中的 protected 成员可以在派生类中使用，而基类中的 private 成员不能在派生类中使用；

public、protected、private 指定继承方式

不同的继承方式会影响基类成员在派生类中的访问权限：

public继承方式
基类中所有 public 成员在派生类中为 public 属性；
基类中所有 protected 成员在派生类中为 protected 属性；
基类中所有 private 成员在派生类中不能使用。
protected继承方式
基类中的所有 public 成员在派生类中为 protected 属性；
基类中的所有 protected 成员在派生类中为 protected 属性；
基类中的所有 private 成员在派生类中不能使用。
private继承方式
基类中的所有 public 成员在派生类中均为 private 属性；
基类中的所有 protected 成员在派生类中均为 private 属性；
基类中的所有 private 成员在派生类中不能使用。

通过上面的分析可以发现：

基类成员在派生类中的访问权限不得高于继承方式中指定的权限；例如，当继承方式为 protected 时，那么基类成员在派生类中的访问权限最高也为 protected，高于 protected 的会降级为 protected，但低于 protected 不会升级；再如，当继承方式为 public 时，那么基类成员在派生类中的访问权限将保持不变；
也就是说，继承方式中的 public、protected、private 是用来指明基类成员在派生类中的最高访问权限的；
不管继承方式如何，基类中的 private 成员在派生类中始终不能使用（不能在派生类的成员函数中访问或调用）；
如果希望基类的成员能够被派生类继承并且毫无障碍地使用，那么这些成员只能声明为 public 或 protected；只有那些不希望在派生类中使用的成员才声明为 private；
如果希望基类的成员既不向外暴露（不能通过对象访问），还能在派生类中使用，那么只能声明为 protected；

注意，我们这里说的是基类的 private 成员不能在派生类中使用，并没有说基类的 private 成员不能被继承；
实际上，基类的 private 成员是能够被继承的，并且（成员变量）会占用派生类对象的内存，它只是在派生类中不可见，导致无法使用罢了；
private 成员的这种特性，能够很好的对派生类隐藏基类的实现，以体现面向对象的封装性；

由于 private 和 protected 继承方式会改变基类成员在派生类中的访问权限，导致继承关系复杂，所以实际开发中我们一般使用 public；

在派生类中访问基类 private 成员的唯一方法就是借助基类的非 private 成员函数，如果基类没有非 private 成员函数，那么该成员在派生类中将无法访问；

改变访问权限

使用 using 关键字可以改变基类成员在派生类中的访问权限，例如将 public 改为 private、将 protected 改为 public 等：

#include <cstdio>

using namespace std;

class A {
protected:
    int m_a;
    char m_b;
    float m_c;
private:
    char *m_d;
};

class B : public A {
public:
    using A::m_a;
protected:
    using A::m_b;
//    using A::m_d; // 基类的private成员在派生类中不可见
private:
    using A::m_c;
};

int main() {
    B b;
    b.m_a = 1;
    return 0;
}

注意：在派生类中只能访问基类的非 private 成员，使用 using 时，也必须遵循这个规则；
对于父类的 public/protected 成员：using 可以将其改为 public、protected、private 属性；
对于父类的 private 成员：由于在派生类中不可见，所以也就不能使用 using 改变属性；

雨夜※繁华

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