解析C++中派生的概念以及派生类成员的访问属性

C++继承与派生的概念、什么是继承和派生
在C++中可重用性是通过继承(inheritance)这一机制来实现的。因此，继承是C++的一个重要组成部分。

前面介绍了类，一个类中包含了若干数据成员和成员函数。在不同的类中，数据成员和成员函数是不相同的。但有时两个类的内容基本相同或有一部分相同，例如巳声明了学生基本数据的类Student：

class Student
{
public:
  void display( )  //对成员函数display的定义
  {
   cout<<"num: " <<num<<endl;
   cout<<"name: "<< name <<endl;
   cout <<"sex: "<<sex<<endl;
  }
private:
  int num;
  string name;
  char sex;
};

如果学校的某一部门除了需要用到学号、姓名、性别以外，还需要用到年龄、地址等信息。当然可以重新声明另一个类class Student1：

class Student1
{
public:
  void display( ) //此行原来已有
  {
   cout<<"num: " <<num<<endl; //此行原来已有
   cout<<"name: "<< name <<endl; //此行原来已有
   cout <<"sex: "<<sex<<endl; //此行原来已有
   cout <<"age: "<<age<<endl;
   cout <<"address: "<<addr<<endl;
  }
private:
  int num; //此行原来已有
  string name; //此行原来已有
  char sex; //此行原来已有
  int age;
  char addr[20];
};

可以看到有相当一部分是原来已经有的，可以利用原来声明的类Student作为基础，再加上新的内容即可，以减少重复的工作量。C++提供的继承机制就是为了解决这个问题。

在C++中，所谓“继承”就是在一个已存在的类的基础上建立一个新的类。已存在的类称为“基类(base class)”或“父类(father class)”，新建的类称为“派生类(derived class)”或“子类(son class )”。

一个新类从已有的类那里获得其已有特性，这种现象称为类的继承。通过继承，一个新建子类从已有的父类那里获得父类的特性。从另一角度说，从已有的类(父类)产生一个新的子类，称为类的派生。类的继承是用已有的类来建立专用类的编程技术。派生类继承了基类的所有数据成员和成员函数，并可以对成员作必要的增加或调整。一个基类可以派生出多个派生类，每一个派生类又可以作为基类再派生出新的派生类，因此基类和派生类是相对而言的。一代一代地派生下去，就形成类的继承层次结构。相当于一个大的家族，有许多分支，所有的子孙后代都继承了祖辈的基本特征，同时又有区别和发展。与之相仿，类的每一次派生，都继承了其基类的基本特征，同时又根据需要调整和扩充原 有的特征。

以上介绍的是最简单的情况：一个派生类只从一个基类派生，这称为单继承(single inheritance)，这种继承关系所形成的层次是一个树形结构，如图所示。

C++派生类成员的访问属性
既然派生类中包含基类成员和派生类自己增加的成员，就产生了这两部分成员的关系和访问属性的问题。在建立派生类的时候，并不是简单地把基类的私有成员直接作为派生类的私有成员，把基类的公用成员直接作为派生类的公用成员。

实际上，对基类成员和派生类自己增加的成员是按不同的原则处理的。具体说，在讨论访问属性时，要考虑以下几种情况：
基类的成员函数访问基类成员。
派生类的成员函数访问派生类自己增加的成员。
基类的成员函数访问派生类的成员。
派生类的成员函数访问基类的成员。
在派生类外访问派生类的成员。
在派生类外访问基类的成员。

对于第(1)和第(2)种情况，比较简单，基类的成员函数可以访问基类成员，派生类的成员函数可以访问派生类成员。私有数据成员只能被同一类中的成员函数访问，公用成员可以被外界访问。

第(3)种情况也比较明确，基类的成员函数只能访问基类的成员，而不能访问派生类的成员。

第(5)种情况也比较明确，在派生类外可以访问派生类的公用成员，而不能访问派生类的私有成员。

对于第(4)和第(6)种情况，就稍微复杂一些，也容易混淆。譬如，有人提出这样的问题：
基类中的成员函数是可以访问基类中的任一成员的，那么派生类中新增加的成员是否可以同样地访问基类中的私有成员；
在派生类外，能否通过派生类的对象名访问从基类继承的公用成员。

这些牵涉到如何确定基类的成员在派生类中的访问属性的问题，不仅要考虑对基类成员所声明的访问属性，还要考虑派生类所声明的对基类的继承方式，根据这两个因素共同决定基类成员在派生类中的访问属性。

前面已提到，在派生类中，对基类的继承方式可以有public(公用的)、private (私有的)和protected(保护的)3种。不同的继承方式决定了基类成员在派生类中的访问属性。简单地说可以总结为以下几点。

1) 公用继承(public inheritance)
基类的公用成员和保护成员在派生类中保持原有访问属性，其私有成员仍为基类私有。

2) 私有继承(private inheritance)
基类的公用成员和保护成员在派生类中成了私有成员，其私有成员仍为基类私有。

3) 受保护的继承(protected inheritance)
基类的公用成员和保护成员在派生类中成了保护成员，其私有成员仍为基类私有。保护成员的意思是，不能被外界引用，但可以被派生类的成员引用。

（编辑：李大同）

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