C++ 繼承與派生核心概念詳解

基本定義

• 基類（父類）：被繼承的原有類。
• 派生類（子類）：新產生的類。
• 繼承：派生類擁有基類特性。
• 派生：由基類產生派生類的過程（UML 中稱泛化）。

語法

class Derived : inheritance_mode Base1, inheritance_mode Base2 ... {
    // 新增成員
};

繼承與組合的區別

繼承方式（三種存取指定符）

• public：基類 public/protected 成員在派生類保持原存取級別。
• protected：基類 public/protected 變為派生類 protected。
• private：基類 public/protected 變為派生類 private。
• 基類 private 成員在派生類中不可直接訪問（但繼承了佔據內存）。

類型相容性（公有繼承下）

1. 派生類對象可賦值給基類對象（物件切片，僅複製基類部分）。
2. 派生類對象可初始化基類引用。
3. 派生類對象地址可賦給基類指針。

此為多態基礎，支援基類指針/引用操作派生對象。

虛基類

解決菱形繼承重複構造問題：

class Derived : virtual public Base { ... };

• virtual 僅影響緊隨其後的基類。
• 虛基類由最底層派生類直接構造，中間派生類不構造虛基類子對象。
• 確保整個繼承體系中虛基類只有一份子對象。

最佳實踐

• 優先使用 public 繼承建立 is-a 關係。
• 組合優於繼承（除非確立 is-a）。
• 虛構函數配合虛基類使用，確保正確析構。