C++ 继承

基类和派生类

在之前，我们把具有相似状态和行为的事物归为一个类。而类和类也有相似之处，或者说，也有共同的特点，还可以继续向上抽象。

就比如说，圆形、三角形、矩形都是几何图形，都可以有一个背景颜色的属性，也可以有对颜色的getter和setter方法。

在上面的例子中，我们把几何图形类叫做基类（也称为父类或超类），把圆形类、三角形类、矩形类叫做几何图形类的派生类（也叫子类）。而这种父类和子类之间的关系就叫做继承，子类会继承父类的所有可访问的数据域和函数，同时也可以增加新的数据域和函数。

而继承的语法用上面的例子表示为：

class Circle: public GeometricObject {
　　//class body
};

就是说在原来的基础上加“: [权限] 父类”。

我们看下面的例子：父类是GeometricObject，子类有Circle和Rectangle

GeometricObject.h文件

#ifndef GEMOMETRICOBJECT_H
#define GEMOMETRICOBJECT_H

class GeometricObject {
public:
    //无参构造函数
    GeometricObject();
    //有参构造函数，颜色为color
    GeometricObject(const string& color);
    //获取颜色
    string getColor() const;
    //设置颜色
    void setColor();
    //对集合图形的描述
    string toString() const;

private:
    //几何图形的颜色
    string color;
};
#endif // GEMOMETRICOBJECT_H

Circle.h文件

#ifndef CIRCLE_H
#define CIRCLE_H
#include "GeometricObject.h"
using namespace std;

class Circle: public GeometricObject {
public:
    //无参构造函数
    Circle();
    //有参构造函数，颜色为color
    Circle(const string& color);
    //其他的属性和操作无需再写一遍，因为继承了GeometricObject类
    //如果有需要可以再添加属性和方法等如下面的radius
    //获取圆的半径
    double getRadius() const;
    //获取圆的面积
    double getArea() const;
    
private:
    //圆的半径
    double radius;
};
#endif // CIRCLE_H

Rectangle.h

#ifndef RECTANGLE_H
#define RECTANGLE_H
#include "GeometricObject.h"

using namespace std;

class Rectangle: public GeometricObject {
public:
    //无参构造函数
    Circle();
    //有参构造函数，颜色为color
    Circle(const string& color);
    //其他的属性和操作无需再写一遍，因为继承了GeometricObject类
    //如果有需要可以再添加属性和方法等如下面的height和width
    //获取矩形的宽
    double getWidth();
    //获取矩形的高
    double getHeight();

private:
    //矩形的高
    double height;
    //矩形的宽
    double width;
};
#endif // RECTANGLE_H

这样一来，矩形类和圆形类就可以直接使用父类几何图形类的函数比如说toString，用来描述几何图形。

但是像toString()和getArea()这样的函数需要覆写，下面最后一部分会说到。

多重继承

C++不同于Java的单继承模式，允许多重继承。也就是说，一个子类可以继承自多个父类。

比如说鸟有会飞的和不会飞的（鸵鸟），我们可以将飞行和鸟作为两个抽象，鸟类中不提及飞行有关的属性或方法。而会飞行的鸟继承自鸟类和飞行类，不会飞行的鸟只继承自鸟类。

继承中的构造函数和析构函数

这里注意的只有一点：子类的构造函数会先调用父类的构造函数，父类的析构函数会先调用子类的析构函数。

举个例子：

假如我们在GeometricObject类的构造函数中加了一句：

cout << "我是一个几何图形" << endl;

那么每次创建圆形或者矩形实例的时候，都会打印一句：“我是一个几何图形”

函数覆写

函数覆写（也叫重写、重载、覆载，Override）的作用我们通过上面的例子来说明。

对于GeometricObject类的函数getArea()，由于不同的几何图形具有不同的求面积的方法，所以我们无法在GeometricObject类中具体地定义这个函数。我们应该把这个函数交给子类去实现，也就是说GeometricObject类中的getArea()函数没有函数体，而在Circle类和Rectangle类中有不同的函数体。这和我们后面要说到的虚函数和纯虚函数有关。

这样一来我们就可以实现使用同一个方法，但是内部逻辑却根据所处的子类而不同的目的。

在使用覆写过的虚函数时，优先使用子类的函数。