C++三种继承方式

Posted 2023-03-28 Elanie1024

C++继承的一般语法为：

class 派生类名:［继承方式］ 基类名
派生类新增加的成员
;

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

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，下面是详细讲解。

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。

1) 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。

2) 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。

3) 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：

1) 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。

2) 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）。

3) 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。

4) 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。

下表汇总了不同继承方式对不同属性的成员的影响结果

继承方式/基类成员	public成员	protected成员	private成员
public继承	public	protected	不可见
protected继承	protected	protected	不可见
private继承	private	private	不可见

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。

【示例】演示类的继承关系。

#include<iostream>
usingnamespace std;

//基类People
class People
public:
voidsetname(char*name);
voidsetage(int age);
voidsethobby(char*hobby);
char*gethobby();
protected:
char*m_name;
int m_age;
private:
char*m_hobby;
;
void People::setname(char*name) m_name = name;
void People::setage(int age) m_age = age;
void People::sethobby(char*hobby) m_hobby = hobby;
char*People::gethobby()return m_hobby;

//派生类Student
class Student:public People
public:
voidsetscore(float score);
protected:
float m_score;
;
void Student::setscore(float score) m_score = score;

//派生类Pupil
class Pupil:public Student
public:
voidsetranking(int ranking);
voiddisplay();
private:
int m_ranking;
;
void Pupil::setranking(int ranking) m_ranking = ranking;
void Pupil::display()
    cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，考试成绩为"<<m_score<<"分，班级排名第"<<m_ranking<<"，TA喜欢"<<gethobby()<<"。"<<endl;


intmain()
Pupil pup;
    pup.setname("小明");
    pup.setage(15);
    pup.setscore(92.5f);
    pup.setranking(4);
    pup.sethobby("乒乓球");
    pup.display();

return0;

运行结果：

小明的年龄是15，考试成绩为92.5分，班级排名第4，TA喜欢乒乓球。

这是一个多级继承的例子，Student 继承自 People，Pupil 又继承自 Student，它们的继承关系为 People --> Student --> Pupil。Pupil 是最终的派生类，它拥有基类的 m_name、m_age、m_score、m_hobby 成员变量以及 setname()、setage()、sethobby()、gethobby()、setscore() 成员函数。

注意，在派生类 Pupil 的成员函数 display() 中，我们借助基类的 public 成员函数 gethobby() 来访问基类的 private 成员变量 m_hobby，因为 m_hobby 是 private 属性的，在派生类中不可见，所以只能借助基类的 public 成员函数 sethobby()、gethobby() 来访问。

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。

注意：using 只能改变基类中 public 和 protected 成员的访问权限，不能改变 private 成员的访问权限，因为基类中 private 成员在派生类中是不可见的，根本不能使用，所以基类中的 private 成员在派生类中无论如何都不能访问。

using 关键字使用示例：

#include<iostream>
usingnamespace std;

//基类People
class People
public:
voidshow();
protected:
char*m_name;
int m_age;
;
void People::show()
    cout << m_name <<"的年龄是"<< m_age << endl;


//派生类Student
class Student:public People 
public:
voidlearning();
public:
using People::m_name;//将protected改为public
using People::m_age;//将protected改为public
float m_score;
private:
using People::show;//将public改为private
;
void Student::learning()
    cout <<"我是"<< m_name <<"，今年"<< m_age <<"岁，这次考了"<< m_score <<"分！"<< endl;


intmain()
Student stu;
    stu.m_name ="小明";
    stu.m_age =16;
    stu.m_score =99.5f;
    stu.show();//compile error
    stu.learning();

return0;

代码中首先定义了基类 People，它包含两个 protected 属性的成员变量和一个 public 属性的成员函数。定义 Student 类时采用 public 继承方式，People 类中的成员在 Student 类中的访问权限默认是不变的。

不过，我们使用 using 改变了它们的默认访问权限，如代码第 21~25 行所示，将 show() 函数修改为 private 属性的，是降低访问权限，将 name、age 变量修改为 public 属性的，是提高访问权限。

因为 show() 函数是 private 属性的，所以代码第 36 行会报错。把该行注释掉，程序输出结果为：

我是小明，今年16岁，这次考了99.5分！