速通C++：类继承 | HSZTY的小窝

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设计

现在需要让你设计两个类：狗和猫。

类里要有狗或猫的一些属性，比如名字、颜色、体重、年龄；还要有狗或猫的一些行为，比如叫等。

第一个版本

我们可以很轻易设计出狗和猫的类：

抽取共同点

我们发现这两个类有一些共同的成员变量（属性）、成员函数（功能）。而如果让我们再去定义其他的动物类，比如🐂，🐖，🐏等等，这些共同点还要一遍一遍地重写。

可以把这些共同之处抽取出来，抽象成一个动物类。动物类中定义猫和狗的共同属性。

属性名字、颜色、体重、年龄和行为叫是共同的，把它们放在动物类中。而属性奔跑速度、行为摇尾巴是狗独有的，行为捉老鼠是猫独有的，不用放在动物类中。

然后我们来继承动物类。

狗：

新的狗类继承了父类所有的public属性（name，weight，color，age）和方法（speak()）。只需要定义狗独有的属性speed即可。这样定义和第一版的狗类其实算一样的，但可以少写很多相同的代码。

方法speak由子类具体实现，这里我们实现了狗的叫声。再狗类中加入狗独有的摇尾巴方法。

狗类的构造函数和第一版的也没什么区别，但是这里可以把共有的属性（name，weight，color，age）直接交给父类的构造函数来初始化，实际上和第一版的构造函数结果是一样的。

猫：

这里实现了猫的speak方法，还新加入了猫独有的捉老鼠方法。猫类的构造函数和父类完全一致，直接调用父类即可。

现在我们的设计架构如下图，三角形箭头代表继承关系。

使用

现在我们用这两个类生成一堆具体的猫猫狗狗：

或者用指针的方式生成：

Cat类只是对猫的抽象定义，这里tom、mimi都是类Cat的一个实例（对象）。生成具体对象的过程也叫实例化。

现在你想设计一个铲屎官类，但是只能养一只猫或者一只狗。你现在还不能决定是猫还是狗，所以干脆直接先为铲屎官类定义一个动物的指针：

等你决定要养什么了，再让这个指针指向具体的猫或狗。

为铲屎官设计逗宠物叫的方法：

好现在铲屎官类设计完了，但具体是猫的铲屎官还是狗的铲屎官就要等生成Chanshiguan对象的时候再决定了。

面向对象（Object-oriented）

现在再说说啥叫面向对象。

封装

第一版设计里，我们一开始把狗和猫的属性、行为分别放在狗类和猫类里。这是为了：

防止变量被外部污染

防止之后每次定义一个具体的猫狗都要重写所有的属性代码

这里就是面向对象编程的第一个特点：封装。面向对象思想把万物看作对象，万物都是由属性和行为来定义的。

继承

下一版设计里，我们发下猫狗有很多共同的属性和方法。每次定义一个新的动物类都要重写一遍这些共同方法，干脆把这些动物都有的共同点抽取出来。

我们设计了一个动物类Animal，让各种类型的动物来继承Animal。这样共同的属性、方法都不用再写一遍了。这里就是面向对象编程的第二个特点：继承。

多态

设计一个动物父类，让各种动物都继承它，最显然的优点当然是减少代码重复。但仅仅是少写代码这点优势吗？

在定义铲屎官类的时候，我们看到甭管什么动物，只需要定义一个Animal类型的指针就可以管理具体动物对象。只要用animal→speak();就可以调用动物叫的方法，而不必管是什么类型的动物。具体是汪汪还是喵喵，等代码跑起来让系统自己决定就好了。这里就是面向对象编程的第三个特点：多态，即同一代码在运行时的不同行为。

has-a与is-a

现在我们的系统整体架构如上图。

铲屎官类里面包含有一个动物类，他们包含关系：A Chanshiguan has an Animal。

而猫、狗是继承了动物类，猫、狗是动物，他们的关系：A Cat or Dog is an Animal。

这就是面向对象编程里最经典的两种关系：has-a与is-a。