C++ 繼承實戰：Person/Teacher/Student 類設計與靜態成員統計男女性別人數

需求分析

• 基類 `Person`：姓名、性別、年齡 (public)；靜態 `males`、`females` 統計計數。
• 派生類 `Teacher`：繼承 `Person`，增加工號、工資。
• 派生類 `Student`：繼承 `Person`，增加學號、班級。
• `main` 創建對象、統計男女總數、打印所有信息。

關鍵設計要點

1. 靜態成員定義分離：類內聲明 `static int males;`，類外**必須**定義 `int Person::males = 0;` (否則鏈接錯誤)。
2. 構造函數統計邏輯：在 `Person` 構造函數中根據性別遞增計數器，派生類構造函數調用基類構造函數自動統計。
3. 虛析構函數：基類析構函數聲明 `virtual`，確保派生類對象經基類指針刪除時正確調用派生類析構。
4. 輸出運算符重載 / 統一打印接口：避免 `main` 中重複 `cout` 代碼。

完整標準代碼

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

class Person {
public:
    string name, sex;
    int age;
    static int males, females;
    Person(string n, string s, int a) : name(n), sex(s), age(a) {
        if (sex == "male" || sex == "男") males++;
        else if (sex == "female" || sex == "女") females++;
    }
    virtual ~Person() {} // 虛析構
    virtual void print() const { // 多態打印接口
        cout << "Name:" << name << " Sex:" << sex << " Age:" << age;
    }
};
int Person::males = 0;   // 類外定義
int Person::females = 0;

class Teacher : public Person {
    string workNo, salary;
public:
    Teacher(string n, string s, int a, string w, string sal) 
        : Person(n, s, a), workNo(w), salary(sal) {}
    void print() const override {
        Person::print();
        cout << " WorkNo:" << workNo << " Salary:" << salary << endl;
    }
};

class Student : public Person {
    int stuNo, classNo;
public:
    Student(string n, string s, int a, int sn, int cn) 
        : Person(n, s, a), stuNo(sn), classNo(cn) {}
    void print() const override {
        Person::print();
        cout << " StuNo:" << stuNo << " Class:" << classNo << endl;
    }
};

int main() {
    vector people = {
        new Student("Alice", "女", 13, 1, 1),
        new Student("Bob", "男", 14, 2, 2),
        new Teacher("Charlie", "男", 36, "T001", "8000"),
        new Teacher("Diana", "女", 38, "T002", "9000")
    };
    
    cout << "=== All People ===" << endl;
    for (auto p : people) p->print();
    
    cout << "\nMales: " << Person::males << ", Females: " << Person::females << endl;
    
    for (auto p : people) delete p; // 釋放內存
    return 0;
}

常見錯誤避坑

• 靜態成員僅聲明未定義 → 鏈接錯誤 `undefined reference to Person::males`。
• 性別字符串比較硬編碼 (`"nan"`/`"nv"`)，建議用 `enum class Gender { Male, Female }` 類型安全。
• 派生類構造函數未顯式調用基類構造函數 → 基類成員未初始化、統計遺漏。
• 缺少虛析構 → 內存洩漏/行為未定義。