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C++超详细知识点（四）：类的继承和派生

news 来源：原创 2024/5/15 19:28:07

- 标题：类的继承和派生
- - 1. 公有继承
  - 2. 保护继承
  - 3. 私有继承
  - 4. 问题：基类的私有成员在派生类中不可访问，那么怎么才能访问其父类（基类）的私有成员呢？
  - - （1）使用公有/保护成员函数。
    - （2）使用友元函数或友元类。

标题：类的继承和派生

类的继承和派生是一种机制，允许你创建一个新的类（称为子类或派生类），该类继承另一个已存在的类（称为基类或父类）的成员（属性和方法）。这使得你可以在新类中重用已有类的代码，并在其上添加新的功能或修改现有的功能。

例如：

#include <iostream>// 基类（父类）
class Animal 
{public:void eat() {std::cout << "Animal is eating." << std::endl;}void sleep() {std::cout << "Animal is sleeping." << std::endl;}
};// 派生类（子类），继承自 Animal
class Dog : public Animal 
{public:void bark() {std::cout << "Dog is barking." << std::endl;}
};int main() {// 创建派生类的对象Dog myDog;// 使用继承自基类的方法myDog.eat();myDog.sleep();// 新功能：调用派生类独有的方法myDog.bark();return 0;
}

●继承的类型有三种：公有继承（public）、保护继承（protected）、私有继承（private）。
在上述的例子中，我们使用的是公有继承（public Animal），这意味着基类的公共成员在子类中仍然是公共的。通常情况下，公有继承是最常见的类型，因为它维护了基类成员的可访问性。

1. 公有继承

使用 public 关键字表示，如 class Dog: public Animal。
基类的公共成员在派生类中保持为公共成员，基类的保护成员在派生类中变为保护成员。
基类的私有成员在派生类中不可直接访问。基类的私有成员对于派生类是不可见的。

2. 保护继承

使用 protected 关键字表示，如 class Derived : protected Base。
基类的公共成员和保护成员在派生类中都变为保护成员。
基类的私有成员在派生类中不可直接访问。基类的私有成员对于派生类是不可见的。

3. 私有继承

使用 private 关键字表示，如 class Derived : private Base。
基类的公共成员和保护成员在派生类中都变为私有成员。
基类的私有成员在派生类中不可直接访问。基类的私有成员对于派生类是不可见的。

例如：

class Base
{public:int publicMember;protected:int protectedMember;private:int privateMember;
};class Derived : public Base   //公有继承
{// publicMember 是公共的// protectedMember 变为派生类的保护成员// privateMember 在派生类中不可访问
};
class Derived : protected Base {  //保护继承// publicMember 变为派生类的保护成员// protectedMember 变为派生类的保护成员// privateMember 在派生类中不可访问
};
class Derived : private Base {  //私有继承// publicMember 变为派生类的私有成员// protectedMember 变为派生类的私有成员// privateMember 在派生类中不可访问
};

4. 问题：基类的私有成员在派生类中不可访问，那么怎么才能访问其父类（基类）的私有成员呢？

（1）使用公有/保护成员函数。

在基类中提供公有或保护的成员函数，通过这些函数来访问私有成员。派生类可以调用这些函数来访问私有成员。

class Base 
{private:int privateMember;public:void setPrivateMember(int value) {privateMember = value;}int getPrivateMember() const {return privateMember;}
};class Derived : public Base 
{public:void accessPrivateMember() {setPrivateMember(42);        // 通过公有成员函数设置私有成员的值int value = getPrivateMember();  // 通过公有成员函数获取私有成员的值}
};

（2）使用友元函数或友元类。

可以在基类中声明派生类为友元类，从而让派生类能够直接访问基类的私有成员。

class Derived;  // 前向声明，不然Base中无法识别到该类，类的声明必须在使用之前。
class Base
{private:int privateMember;// 声明 Derived 为友元类friend class Derived;
};class Derived : public Base 
{public:void accessPrivateMember() {// 可以直接访问基类的私有成员Base::privateMember = 42;}
};