面试题：C++中如何通过继承实现代码复用

Question

请描述在C++中，通过继承实现代码复用的基本原理，并举例说明如何定义基类和派生类，以及派生类如何复用基类的成员函数和成员变量。同时阐述public、protected、private继承方式对代码复用和访问权限的影响。

Answer 1

1. 通过继承实现代码复用的基本原理

在C++中，继承允许一个类（派生类）获取另一个类（基类）的属性和行为，从而实现代码复用。派生类可以复用基类已有的成员变量和成员函数，无需重新编写相同的代码，同时还能添加新的成员或重写基类的成员以满足特定需求。

2. 定义基类和派生类，以及派生类复用基类成员的示例

// 定义基类
class Animal {
public:
    // 基类的成员变量
    std::string name;
    // 基类的成员函数
    void speak() {
        std::cout << name << " makes a sound." << std::endl;
    }
};

// 定义派生类，继承自Animal
class Dog : public Animal {
public:
    void bark() {
        std::cout << name << " barks." << std::endl;
    }
};

在上述代码中，Animal是基类，Dog是派生类。Dog类通过public继承自Animal类，因此Dog类可以复用Animal类的name成员变量和speak成员函数。Dog类还可以定义自己特有的成员函数bark。

3. public、protected、private继承方式对代码复用和访问权限的影响

• public继承：
  • 代码复用：派生类可以复用基类的所有非private成员。
  • 访问权限：基类的public成员在派生类中仍然是public的，基类的protected成员在派生类中仍然是protected的。这意味着派生类对象可以访问基类的public成员，派生类的成员函数可以访问基类的public和protected成员。
• protected继承：
  • 代码复用：派生类可以复用基类的所有非private成员。
  • 访问权限：基类的public和protected成员在派生类中都变为protected的。这意味着派生类对象不能直接访问基类的任何成员，只有派生类的成员函数可以访问基类的public和protected成员。
• private继承：
  • 代码复用：派生类可以复用基类的所有非private成员。
  • 访问权限：基类的public和protected成员在派生类中都变为private的。这意味着派生类对象不能直接访问基类的任何成员，而且派生类的成员函数也只能在派生类内部访问基类的public和protected成员，无法在派生类的子类中访问这些成员。