面向对象的编程有三大特点：

1. 封装；
   1. 抽象出数据成员、成员函数；
   2. 访问控制；
2. 继承；
3. 多态；

本节来学习继承。

继承

之前定义过一个Person类如下：

class Person {
private:
    static int cnt;
    char *name;
    int age;
 
public:
    ...
};

如果现在要再定义一个Student类，Student也是Person，难道之前在Person类中定义过的成员在Student类中都要再定义一次吗？

答：不需要，可以使用继承。Student类继承Person类，这样Student类就会有Person类的所有属性。

Student类定义如下：

class Student : public Person {
};

在Student类中，我们没有额外定义成员，在main函数中，测试一下Student类是否可以使用Person类的成员。

测试结果如下：

可以看到，Student类使用了Person类的成员，也就是说，Student类成功的继承了Person类的成员定义。

继承的控制关系

为了讲述继承的控制关系，我们重新创建了一个father_son.cpp。

在father_son.cpp中，我们重新创建了一个Father类，然后创建了一个继承Father类的Son类，代码如下：

 

然后写出main函数，先测试一下继承是否有问题。

测试结果如下，可以看到，继承成功了。

接下来需要测试一下继承的权限，主要有以下几点：

1. Son不能直接拿Father的私房钱：派生类不能访问基类的私有成员；
2. Son可以向Father要钱：通过protected/public的成员函数；
3. 儿子总是比外人亲：派生类可以访问protected成员，其他代码不可以；

依次测试。

1、派生类不能访问基类的私有成员

在派生类中直接操作基类的Private成员，代码如下：

编译报错，money是Father类的私有成员，派生类Son无法直接访问。

 2、通过protected/public的成员函数

派生类无法直接访问基类的私有成员，但是可以通过基类的protected/public成员函数间接访问基类的私有成员。

测试结果如下：

3、 派生类可以访问protected成员，其他代码不可以

如果将get_money和set_money都定义为public类型，那么Father的钱就很难保护了，但是设置为Private类的话，Son又获取不了了。

这时候，可以将它们设置为protected类型，这样派生类Son可以访问，但是其他代码就不可以了。

这时候，在main函数中调用set_money和get_money就会报错。

 

但是，在派生类Son中调用仍然是正常的。

将main函数中set_money和get_money的调用删掉。

在Son类中调用。

 

 编译代码就没有问题了，测试结果也符合预期。

类的成员类型

总结一下类的成员类型：

1. private：外界不可见，不能直接访问；
2. protected：外接不可见，不能直接访问；子类可以访问；
3. public：外界可以直接访问；

调整访问控制

有时候，基类的成员类型并不满足派生类的需要，那么可能就需要修改基类的成员类型。

在Father类中添加一个protected类型的成员room_key，此时在派生类son中可以自由使用room_key，但是在别的函数体中不能自由使用。

那么，是否有办法让其他函数体也能自由使用呢？

答：有，在Son类中将room_key成员变为public类型就可以了。

代码如下，在public类型中使用using Father::room_key，此时再编译就没有报错了。

 

既然可以将room_key设置为public，那么是否可以将room_key设置为private？

调整代码如下：

 此时编译会报错，认为这是一个protected类型的变量。

派生类可以调整基类protected类型变量的类型，但是不可以调整基类private类型变量的类型，因为基类protected类型的变量对派生类来说是可见的，但是private类型的变量则不可见。

报错，因为不能调整基类private类型变量的类型。

总结一下，就是派生类可以使用using调整它自己可见的基类成员的类型，但是对于它不可见的基类成员，是不能修改的。

继承的控制关系

接下来看一下，派生类继承的控制关系。

基类成员在派生类中的访问控制属性如下：

表格中，第一列是继承的类型，第一行是基类的访问属性。

可以看到，public方式继承的话，是不会改变基类成员的控制属性的。而无论使用哪种继承方式，private类型的基类成员，都是处于隔离状态的。

但是，无论使用哪种继承方式，在派生类内部使用父类时无差别；不同的继承方式，会影响的是这两个方面：

1. 外部代码对派生类的使用；
2. 派生类的子类；

修改代码，分别使用三种类型继承。

他们继承的基类Father类定义如下。

测试

修改代码，在main函数中创建三个对象，然后分别调用基类Father的public类型成员——it_skill函数。

根据表格的描述，只有public方式继承的Son_pub可以在类外调用，其余的都会报错。

编译结果如下，符合预期。

但是如果不在main函数中调用，只在派生类内部调用，那么就不会有问题。

修改代码，在main函数中调用Son的play_game函数，在play_game函数中，会调用基类的protected类型成员（派生类内部调用）。

编译测试，没有问题，结果也符合预期。

 也就是说，无论使用哪种继承方式，在派生类内部使用父类时无差别。

覆写

在基类中有一个it_skill函数，如果在派生类中也有一个同名函数，那么会发生什么事情呢？

在Son_pub中创建一个it_skill函数，然后在main函数调用it_skill函数。

 

编译测试，可以看到调用的是派生类的it_skill函数，而不是父类的it_skill函数，也就是发生了覆写。

如果派生类没有it_skill函数，才会调用基类的it_skill函数。

派生类对象的空间分布

假设有一个基类Person，一个派生类Student。

那么，他们的成员的空间分布如下：

基类Person类有三个成员，派生类Student除了有继承自基类的三个成员外，还有自己定义的grade。

同时，在派生类中，还有一个和基类同名的函数printfInfo。

基类的printfIndo函数如下：

再写一个测试函数test_func，传入一个Person类的引用，函数中只是调用了一下对应的printfInfo函数。

main函数如下。

由于发生了覆写，所以s.printfInfo其实调用的是派生类自己的printfInfo函数而不是父类的。

需要注意的是，test_func函数传入的是Person类的引用，如果传入的是Person类的派生类Student，那么是否可以正常运行？

答：是可以的。根据前面的空间分布分析，Student类的分布，一部分是继承自基类，一部分则是来源于自己。

当调用test_func(s)时，传入的部分是属于基类的那部分，所以在test_func函数中调用的printfInfo函数，是基类的printfInfo函数，而不是派生类覆写的printfInfo函数。

只有通过s.printfInfo调用的，才是覆写的派生类自己的printfInfo函数。

测试结果如下：