17、继承（上）：继承概念、基类与派生类、访问控制与构造析构顺序

继承，是C++面向对象编程的三大核心之一。说白了，就是让一个类“拥有”另一个类的特性，同时还能添加自己的新东西。我刚开始学的时候，觉得这玩意儿不就是代码复用吗？后来在项目中踩过坑才明白——继承远不止“复用”这么简单，它关乎设计、关乎架构、关乎你代码的生命力。

17.1 继承的基本概念

继承允许我们基于已有的类创建新类。已有的类叫基类（Base Class），新创建的类叫派生类（Derived Class）。派生类会继承基类的成员（变量和函数），同时可以添加自己的成员。

举个例子：

// 基类：动物
class Animal {
public:
    void eat() {
        cout << "动物在吃东西" << endl;
    }
};

// 派生类：狗
class Dog : public Animal {
public:
    void bark() {
        cout << "狗在汪汪叫" << endl;
    }
};

这里 Dog 继承了 Animal，所以 Dog 的对象既能 eat()，又能 bark()。嗯，很直观。

我个人习惯：在设计继承关系时，先问自己“是不是一个”的关系。比如“狗是一个动物”，那就用继承。如果是“狗有一个尾巴”，那就用组合。这个原则能帮你避免很多设计上的坑。

17.2 基类与派生类的定义

定义派生类的语法很简单：

class 派生类名 : 继承方式 基类名 {
    // 派生类自己的成员
};

继承方式有三种：public、protected、private。这个我们后面细说。

派生类可以访问基类中 public 和 protected 的成员，但不能访问 private 的成员。这一点很重要——基类的私有成员，派生类也看不见。

我曾经在项目中犯过这个错：以为派生类能访问基类的私有成员，结果编译报错，查了半天才发现。记住：私有就是私有，亲儿子也不给看。

17.3 访问控制：三种继承方式

继承方式决定了基类成员在派生类中的访问级别。我画了一张图，帮你理清这个关系：

三种继承方式对成员访问级别的影响 基类成员 public: a protected: b private: c public继承 public protected 不可访问 protected继承 protected protected 不可访问 private继承 private private 不可访问 基类的private成员在任何继承方式下都不可访问 public继承：保持原有访问级别 protected继承：public→protected，protected不变 private继承：所有都变成private

你看，这张图把三种继承方式的影响说得很清楚。我简单总结一下：

  • public继承：基类的public还是public，protected还是protected。这是最常用的方式，表达“是一个”的关系。
  • protected继承：基类的public变成protected。也就是说，派生类的使用者（外部代码）看不到这些成员了，但派生类的子类还能看到。
  • private继承：基类的所有成员都变成private。这相当于“实现继承”，更多是复用实现，而不是表达接口关系。

实际项目中，我几乎只用public继承。protected继承偶尔用在框架设计中，private继承嘛……说实话，我工作五年只用过一次。你想想看，大部分场景下，public继承就够了。

17.4 继承中的构造函数与析构函数

这是继承里最容易出问题的地方之一。我直接说结论：

  • 构造顺序：先构造基类，再构造派生类
  • 析构顺序：先析构派生类，再析构基类

为什么会这样？你想想看：派生类是在基类的基础上“加东西”，所以构造时当然要先打好地基（基类），再往上盖楼（派生类）。析构时反过来，先拆楼，再拆地基。

看个例子：

class Base {
public:
    Base() { cout << "Base构造" << endl; }
    ~Base() { cout << "Base析构" << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() { cout << "Derived构造" << endl; }
    ~Derived() { cout << "Derived析构" << endl; }
};

int main() {
    Derived d;
    return 0;
}
// 输出：
// Base构造
// Derived构造
// Derived析构
// Base析构

输出顺序完全符合我们的预期。嗯，这里要注意：如果基类没有默认构造函数，派生类必须在初始化列表中显式调用基类的构造函数。

class Base {
public:
    Base(int x) { cout << "Base with " << x << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    // 必须显式调用基类构造函数
    Derived() : Base(42) {
        cout << "Derived构造" << endl;
    }
};

我曾经在重构一个老项目时，忘了给派生类加初始化列表，结果编译报错。当时还纳闷：明明基类有构造函数啊？后来才反应过来——基类没有默认构造函数，必须显式调用。这个坑，你记住就好。

17.5 实际项目中的继承设计建议

说了这么多，我分享几个实际经验：

  1. 优先用组合，而不是继承。很多人一上来就想着继承，其实很多场景用组合更灵活。继承是强耦合，组合是松耦合。
  2. public继承才叫“继承”。protected和private继承更多是“实现复用”，不要滥用。
  3. 基类析构函数要声明为virtual。这个我们下一章会详细讲，但你现在就要记住：如果基类析构函数不是virtual，通过基类指针删除派生类对象时，行为是未定义的。
  4. 继承层次不要太深。我见过一个项目，继承链有七八层，改一个基类，所有派生类都要跟着改。那叫一个酸爽。一般来说，三层以内比较合理。

我个人习惯：写继承之前，先画个类图。哪怕只是草稿，也能帮你理清关系。别急着写代码，设计清楚了再动手，事半功倍。

好了，继承的上半部分就到这里。记住：继承是工具，不是目的。用对了，代码优雅；用错了，代码灾难。下一章我们继续聊继承的进阶话题——虚函数、多态、以及那个让人又爱又恨的virtual析构函数。

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