如何理解基类和派生类的关系

在开讲以前，咱们先看基类和派生类的定义。为了方便显示，我把方法的声明和定义写在了一块儿。html

基类c++

class Person {
// 设置为protected方便调用
protected:
    string name;
    string sex;
    string living;
public:
    Person() {
        this->name = "Jack";
        this->sex = "unknown";
        this->living = "house";
    }

    Person(const string name, const string sex, const string living) {
        this->name = name;
        this->sex = sex;
        this->living = living;
    }
	
    // 派生类重写的方法
    void talk() {
        cout << "I am a person, my name is " + this->name;
        cout << endl;
    }
    
    // 返回住所
    string whereLiving(){
        return this->living;
    }
};

派生类函数

// 继承自Person类
class Student : public Person {
public:
    Student() {
        // 隐式调用基类构造方法
    }

    Student(const string name, const string sex, const string living)
        :Person(name, sex, living) {
        //调用基类有参构造方法
    }

    // 重写基类方法
    void talk() {
        cout << "I am a student, my name is " + this->name;
    }
    
    // 派生类本身的方法
    void goSchool(){
        cout << "I love study" << endl;
    }
};

1. 派生类对象能够调用基类的方法

这个应该是众人皆知的，这也是继承的最大做用，最大限度地复用了代码。this

Student s; // 建立Student对象
    s.say();   // 派生类调用基类方法

//输出
// I am from Base Class

2. 基类指针（引用）能够在不进行显式类型转换的状况下指向（引用）派生类对象

// 建立派生类对象
    Student s;

    Person* pp = &s;    // 基类指针指向派生类对象
    Person& pr = s;     // 基类引用引用派生类对象

    pp->talk();
    pr.talk();

//输出
//I am a person, my name is Jack
//I am a person, my name is Jack

诶，看到这里有人问了。我这个指针和引用不是都针对的是派生类吗？为何会输出"I am a person"呢？这明明是基类的方法啊？(这里为了举例，特意没有采用虚函数的方式，具体虚函数的实现方式能够参见如何理解基类和派生类的关系指针

不着急，看第三条。可是再看第三条以前，咱们必须说明。虽然基类的指针和引用能够指向、引用派生类，可是反过来是绝对不能够的。派生类的指针和引用是绝对不能够指向、引用基类的。code

// 建立基类对象
    Person p;

    Student* sp = &p;    // 报错
    Student& sr = p;     // 报错

至于为何，咱们先看第三条。orm

3. 基类指针（引用）只能用于调用基类方法

// 建立派生类对象
    Student s;

    Person* pp = &s;    // 基类指针指向派生类对象
    Person& pr = s;     // 基类引用引用派生类对象

    pp->talk();         // ok
    pr.talk();          // ok

    pp->goSchool();     // 报错
    pr.goSchool();      // 报错

如代码所示，若是我用Person的指针和引用调派生类Student本身的方法goSchool()，那么编译器是绝对不会经过的。htm

这么作是很是有道理的，是知足继承的要求的。例如，编译器容许基类引用隐式地引用派生类对象，能够利用该基类引用为所引用的派生类对象调用基类的方法。由于基类和派生类有继承的关系，这么作是合情合理的。对象

可是反过来，若是派生类引用能调用基类方法是很荒谬的。一个Student引用，应该是一个Student的别名。那么他就应该上学，这是学生该作的事情。可是不是全部人都是学生，都该去上学。因此我用Student引用让一个Person去上学是很好笑的，是没有意义的。blog

基类指针和引用可以指向、引用派生类的特性，能够说是多态实现的基础。例如，基类引用定义的函数或者指针参数可用于基类对象或者派生类对象。

举个例子，我有另一个类叫作Worker也继承自Person。假如我如今有个函数，叫作睡觉。

void sleep(Person& p){
    cout << "I sleep in " + p.whereLiving() << endl; 
}

可是Student要睡在dormitory里，而Worker睡在apartment里面，我总不能一个一个判断是什么对象吧？因此上面这种实现，就能够很好的实现多态。

Student s("Mary","Female","Dormitory");
    sleep(s);

//输出
//I sleep in Dormitory

能够看见，虽然基类引用对派生类的引用没法调用派生类的方法，可是却能够调用它的继承下来的成员变量（固然派生类本身新定义的成员变量是不能够经过基类指针、引用来访问的）。

4. 派生类指针能够强制转换为基类指针

虽然派生类指针不能指向基类对象，可是能够强制让它降级。

Student s("Tom","Male","Studio");   // 建立派生类对象  
    Student* sp = &s;           	    // 建立s对象的指针
    Person* pp = (Person*)sp;   		// 派生类指针强制转换为基类指针
    cout << pp->whereLiving();			// 输出 Studio

可是注意，这个操做不建议反过来。基类指针强制转换为派生类指针容易致使崩溃性错误。