「C++」深入了解继承方式基础知识及其与访问限定符的关系

1. 继承方式基础知识

在C++中，通过继承来实现代码的复用是一种非常常见的编程技巧。继承方式有三种：公有继承、私有继承和保护继承。

1.1 公有继承

公有继承是以 public 的方式继承基类的，这意味着派生类可以访问基类中的 public 成员，但不能访问基类中的 protected 成员和 private 成员。下面是一个公有继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : public BaseClass {
};

在这个例子中， DerivedClass 直接从 BaseClass 继承而来，派生类可以访问基类中的 public 成员，因此可以使用 public_member。但是，派生类不可以访问基类的 protected_member 和 private_member 成员。

1.2 私有继承

私有继承是以 private 的方式继承基类的，这意味着派生类不能直接访问基类中的任何成员，基类成员的访问权限由派生类的成员函数决定。下面是一个私有继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : private BaseClass {
public:
    void ExampleFunction() {
        int x = public_member;          // 正确
        int y = protected_member;       // 正确
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};

在这个例子中， DerivedClass 以 private 的方式继承 BaseClass，因此派生类的所有成员函数都可以访问基类的成员，但是外部程序不能访问派生类的任何基类的成员。这通常用于实现“has-a”（有一）关系，其中一个类将另一个类作为其成员对象来使用。

1.3 保护继承

保护继承是以 protected 的方式继承基类的，这意味着派生类可以访问基类中的 protected 成员，但不能访问基类中的 public 成员和 private 成员。下面是一个保护继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : protected BaseClass {
public:
    void ExampleFunction() {
        int x = public_member;          // 编译错误
        int y = protected_member;       // 正确
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};

在这个例子中， DerivedClass 以 protected 的方式继承 BaseClass，因此派生类的所有成员函数都可以访问基类的 protected 成员，但是不能访问 public 和 private 成员。

2. 继承方式与访问限定符的关系

继承方式和访问限定符之间有很强的关联，从而决定了派生类对于基类成员的访问状态。接下来分别介绍派生类对于基类成员访问的不同情况。

2.1 共有继承

在公有继承中，派生类可以访问基类中的公有成员和受保护成员。但是，私有成员在继承时会变成派生类中的一部分，而不能被派生类中的任何成员访问。下面是一个公有继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : public BaseClass {
public:
    void ExampleFunction() {
        int x = public_member;          // 可以访问
        int y = protected_member;       // 可以访问
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};

在这个例子中， public_member 和 protected_member 可以被 ExampleFunction() 成员函数访问，而 private_member 不能被访问。

2.2 私有继承

在私有继承中，基类中的成员都变成了派生类的私有成员。因此，被继承的成员只能被派生类的成员函数访问，而不能被外部程序或派生类的子类访问。下面是一个私有继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : private BaseClass {
public:
    void ExampleFunction() {
        int x = public_member;          // 编译错误
        int y = protected_member;       // 可以访问
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};

在这个例子中， public_member 和 private_member 不能被 ExampleFunction() 成员函数访问，而 protected_member 可以被访问。

2.3 保护继承

在保护继承中，基类中的受保护成员和公有成员都变成了派生类的受保护成员。因此，被继承的成员只能被当前类的对象或其子类对象访问，而不能被外部程序访问。下面是一个保护继承的例子：

class BaseClass {
public:
    int public_member;
protected:
    int protected_member;
private:
    int private_member;
};
class DerivedClass : protected BaseClass {
public:
    void ExampleFunction() {
        int x = public_member;          // 编译错误
        int y = protected_member;       // 可以访问
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};
class SubClass : public DerivedClass {
public:
    void ExampleFunction2() {
        int x = public_member;          // 编译错误
        int y = protected_member;       // 可以访问
        int z = private_member;         // 编译错误
    }
};

在这个例子中， public_member 和 private_member 都不能被 ExampleFunction() 成员函数和 ExampleFunction2() 成员函数访问，而 protected_member 可以被派生类和其子类的成员函数访问。

总结

继承方式和访问限定符是C++中非常重要的概念，通过掌握这些概念，可以实现代码的复用和封装。对于从基类派生出的子类，访问限定符限制了其对于基类成员的访问，从而保证分类的数据和行为不被篡改和误用。因此，在进行C++面向对象编程时，一定要熟练掌握这种方式以及其访问控制规则，并灵活使用，从而实现代码的高效度和安全性。