C/C++ 公有继承、保护继承和私有继承的对比详解

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

C/C++ 公有继承、保护继承和私有继承的区别

   在c++的继承控制中，有三种不同的控制权限，分别是public、protected和private。定义派生类时，若不显示加上这三个关键字，就会使用默认的方式，用struct定义的类是默认public继承，class定义的类是默认private继承。这和Java有很大的不同，Java默认使用public继承，而且只有公有继承。

        1.使用public继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，但是类外只能通过派生类的对象访问基类的public成员。

        （1）基类的public成员在派生类中依然是public的。

        （2）基类中的protected成员在派生类中依然是protected的。

        （3）基类中的private成员在派生类中不可访问。

        2.使用protected继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，并且类外也不能通过派生类的对象访问基类的成员（可以在派生类中添加公有成员函数接口间接访问基类中的public和protected成员）。

        （1）基类的public成员在派生类中变为protected成员。

        （2）基类的protected成员在派生类中依然是protected成员。

        （3）基类中的private成员在派生类中不可访问。

       3.使用private继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，并且类外也不能通过派生类的对象访问基类的成员（可以在派生类中添加公有成员函数接口间接访问基类中的public和protected成员）。

        （1）基类的public成员在派生类中变成private成员。

        （2）基类的protected成员在派生类中变成private成员。

        （3）基类的private成员在派生类中不可访问。

        为了便于理解，我们用一个表格来说明这几种控制符使用的情况：  

派 生 方 式 基类的public成员基类的protected成员基类的private成员
public派生还是public成员变为protected成员不可见
protected派生变成protected成员   还是protected成员不可见
private派生变为private成员变成private成员不可见

       下面用代码简单叙述

#include <iostream> 
class Base { 
public: 
  int public_a; 
  virtual void test() = 0; 
protected: 
  int protected_a; 
private: 
  int private_a; 
}; 
//公有继承 
class PublicDerived : public Base { 
public: 
  virtual void test() { 
    public_a = 1;          //public_a public继承后还是public类型 
    protected_a = 2;        //protected_a 还是protected类型 
    //private_a = 3;         //派生类不可访问基类私有成员 
  } 
}; 
//保护继承 
class ProtectedDerived : protected Base { 
public: 
  virtual void test() { 
    public_a = 1;          //public_a protected继承后变为protected类型 
    protected_a = 2;        //protected_a 还是protected类型 
    //private_a = 3;        //派生类不可访问基类私有成员 
  } 
}; 
//私有继承 
class PrivateDerived : private Base { 
public: 
  virtual void test() { 
    public_a = 1;          //public_a private继承后变为private类型 
    protected_a = 2;        //protected_a private继承后变为private类型 
    //private_a = 3;        //派生类不可访问基类私有成员 
  } 
};

        在c++中public继承是is-a的关系。也就说适用于基类身上的一定也适用于派生类身上，因为每一个派生类对象也都是一个基类对象。派生类对象转换为基类对象在需要的时候是可以自动转化的。

        其实，protected和private派生后的派生类不是基类的子类，因为此派生类不能做基类所能做的所有事情。我们看看下面的代码

#include <iostream> 
class Person { 
public: 
  Person(){}; 
  void eat() {std::cout << "eat\n";} 
}; 
//公有继承 
class PublicStudent : public Person { 
public: 
  PublicStudent() {} 
  void study() {std::cout << "study\n";} 
}; 
//保护继承 
class ProtectedStudent : protected Person { 
public: 
  ProtectedStudent() {} 
  void study() {std::cout << "study\n";} 
}; 
//私有继承 
class PrivateStudent : private Person { 
public: 
  PrivateStudent() {} 
  void study() {std::cout << "study\n";} 
}; 
void func_test(Person &p) { 
  p.eat(); 
} 
int main() { 
  PublicStudent public_s; 
  ProtectedStudent protected_s; 
  PrivateStudent private_s; 
  func_test(public_s);          //正确，公有继承时，派生类可以做基类的所有事情 
  func_test(protected_s);         //出错，保护继承时，派生类不能做基类的所有事情 
  func_test(private_s);          //出错，私有继承时，派生类不可以做基类的所有事情 
  system("pause"); 
  return 0; 
}

        func_test()需要一个Person类型的对象，在调用func_test(public_s)时实际传递的是PublicStudent对象，因为PublicStudent共有继承Person类，所以PublicStudent对象可以使用Person类中所有的公有成员，也就是说基类对象可以做的事，公有继承的派生类对象照样可以做。而ProtectedStudent和PrivateStudent都是非公有有继承，他们的对象不可以直接访问Person类的成员。但是在他们派生类的对象空间中是包含基类的的对象，只是无法让他们公开访问。从上面的代码可以看出来，protected继承和private继承的派生类已经不是基类的子类了。

       写了这么多，其实非公有继承很少遇到。

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