读书笔记_Effective_C++_条款三十二：确定你的public继承继承塑模出is-a关系

这一条款是说的是公有继承的逻辑，如果使用继承，而且继承是公有继承的话，一定要确保子类是一种父类（is-a关系）。这种逻辑可能与生活中的常理不相符，比如企鹅是生蛋的，所有企鹅是鸟类的一种，直观来看，我们可以用公有继承描述：

 1 class Bird
 2 {
 3 public:
 4     virtual void fly(){cout << "it can fly." << endl;}
 5 };
 6 
 7 class Penguin: public Bird
 8 {
 9     // fly()被继承过来了，可以覆写一个企鹅的fly()方法，也可以直接用父类的
10 };
11 
12 int main()
13 {
14     Penguin p;
15     p.fly(); // 问题是企鹅并不会飞！
16 }

但问题就来了，虽然企鹅是鸟，但鸟会飞的技能并不适用于企鹅，该怎么解决这个问题呢？方法一，在Penguin的fly()方法里面抛出异常，一旦调用了p.fly()，那么就会在运行时捕捉到这个异常。这个方法不怎么好，因为它要在运行时才发现问题。

方法二，去掉Bird的fly()方法，在中间加上一层FlyingBird类（有fly()方法）与NotFlyingBird类（没有fly()方法），然后让企鹅继承与NotFlyingBird类。这个方法也不好，因为会使注意力分散，继承的层次加深也会使代码难懂和难以维护。

方法三，保留所有Bird一定会有的共性（比如生蛋和孵化），去掉Bird的fly()方法，只在其他可以飞的鸟的子类里面单独写这个方法。这是一种比较好的选择，因为根本没有定义fly()方法，所以Penguin对象调用fly()会在编译期报错。

在艰难选择方法三之后，我们回过头来思考，就是在所有public继承的背后，一定要保证父类的所有特性子类都可以满足（父类能飞，子类一定可以飞），抽象起来说，就是在可以使用父类的地方，都一定可以使用子类去替换。

 

这正是Liskov替代原则告诉我们的：任何父类可以出现的地方，子类一定可以替代这个父类，只有当替换使软件功能不受影响时，父类才可以真正被复用。通俗地说，是“子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能”。

 

下面再来看一个数学上的例子，对于基础几何里的长方形和正方形，老师会说“正方形是特殊的长方形”，“特殊”体现在长宽是相等的，从字面上来看，我们可以表达成is-a关系，像这样：

 1 class Rectangle
 2 {
 3 protected:
 4     int length;
 5     int width;
 6 public:
 7     void virtual IncreaseLength(int DeltaLength)
 8     {
 9         length += DeltaLength;
10     }
11 };
12 
13 class Square: public Rectangle
14 {
15 public:
16     void virtual IncreaseLength(int DeltaLength)
17     {
18         length += DeltaLength;
19         width += DeltaLength;
20     }
21 };

为了与保持正方形长宽等值的特性，不得不将IncreaseLength里面也对width进行了操作，到这一步，恐怕成员函数名IncreaseLength已经变味了，明明是扩展长度，但“偷偷地”也把宽度给变了。这就与“子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能”相背离了，所以这个is-a关系在数学世界里也可这样说说，但在程序的世界里并不成立！

 

举上面两个例子，足可以看出public继承并不像口头上说的那么容易，要去理解两个类是否可以真正成为is-a关系，还需要好好斟酌。最后总结一下：

“public继承”意味着is-a。适用于base classes身上的每一件事情一定也适用于derived classes身上，因为每一个derived class对象也都是一个base class对象。