基类和派生类
Quote() = default;
之所以有效，是因为对内置类型的数据成员提供了初始值。
文章目录
- 定义基类
-
- 成员函数与继承
- 访问控制与继承
- 定义派生类
-
- 派生类中的虚函数
- 派生类对象及派生类向基类的类型转换
- 派生类构造函数
- 派生类使用基类的对象
- 继承与静态成员
- 派生类的声明
- 被用作基类的类
- 防止继承的发生
- 类型转换与继承
-
- 静态类型与动态类型
- 不存在从基类向派生类的隐式类型转换
-
- 在对象之间不存在类型转换
定义基类
class Quote1 {
public:
Quote1() = default;
Quote1(const string& book, double sales_price) :bookNo(book), price(sales_price) {}
string isbn()const { return bookNo; }
// 返回给定数量的书籍销售总额
// 派生类负责改写并使用不同的则扣计算算法
virtual double net_price(size_t n)const {
return n * price;
}
virtual ~Quote1() = default;// 对析构函数进行动态绑定
private:
string bookNo; // 书籍的 ISBN 编号
protected:
double price = 0.0; // 普通状态下不打折的价格
};
基类通常都应该定义一个虚构函数，即使该函数不执行任何实际操作也是如此。
成员函数与继承
派生类可以继承其基类的成员，然而遇到与类型相关的操作时，派生类必须对其重新定义。即，派生类需要对这些操作提供自己的新定义以覆盖（voerride）从基类继承而来的旧定义。
在C++语言中，基类必须将它的两种成员函数分开来：一种是基类希望其派生类进行覆盖的函数；另一种是基类希望派生类直接继承而不要改变的函数。对于前者，基类通常将其定义为虚函数（virtual）。当使用指针或引用调用虚函数时，该调用将被动态绑定。
任何构造函数之外的非静态函数都可以是虚函数。关键字virtual只能出现在类内部的声明语句之前而不能用于类外部的函数定义。
成员函数如果没被声明为虚函数，则其解析过程发生在编译时而非运行时。对于isbn成员来说这正是我们希望看到的结果。isbn函数的执行与派生类的细节无关，不管作用于Quote对象还是Bulk_quote对象，isbn函数的行为都一样。在继承层次关系中只有一个isbn函数，因此也就不存在调用isbn（）时到底执行哪个版本的疑问。
访问控制与继承
派生类可以继承定义在基类中的成员，但是派生类的成员函数不一定有权访问从基类继承而来的成员。和其他使用基类的代码一样，派生类能访问共有成员，而不能访问私有成员。不过在某些时候基类中还有这样一类成员，基类希望它的派生类有权访问该成员，同时禁止其他用户访问。用受保护的（protected）访问运算符说明这样的成员。
Quote类希望它的派生类定义各自的net_price函数，因此派生类需要访问Quote的price成员。此时我们将price定义成受保护的。
定义派生类
派生类必须通过使用类派生列表（class derivation list）明确指出它是从哪些基类继承来的。
派生类必须将其继承而来的成员函数中需要覆盖的那些重新声明。
class Bulk_quote1 :public Quote1 {
public:
Bulk_quote1() = default;
Bulk_quote1(const string&, double, size_t, double);
// 覆盖基类的函数版本以实现基于大量购买的则扣政策
double net_price(size_t)const override;
private:
size_t min_qty = 0; // 适用折扣政策的最低购买量
double discount = 0.0; // 以小数表示的折扣额
};
如果一个派生是公有的，则基类的公有成员也是派生类接口的组成部分。此外，能将公有派生类型的对象绑定到基类的引用或指针上。
因为在派生列表中使用了public，所以Bulk_quote的接口隐式地包含isbn函数，同时在任何需要Quote的引用或指针的地方我们都能使用Bulk_quote的对象。
派生类中的虚函数
派生类不总是覆盖它继承的虚函数。如果派生类没有覆盖其基类中的某个虚函数，则该虚函数的行为类似于其他的普通成员，派生类会直接继承其在基类中的版本。
派生类可以在它覆盖的函数前使用virtual关键字，但不是非得这么做。C++11标准允许派生类显式地注明它使用某个成员覆盖了它继承的虚函数，具体做法是添加一个关键字override。
派生类对象及派生类向基类的类型转换
一个派生类对象包含多个组成部分：一个含有派生列自己定义的（非静态）成员的子对象，以及一个与该派生类继承的基类对应的子对象，如果有多个基类，那么这样的子对象也有多个。因此，一个Bulk_quote对象将包含四个数据元素：它从Quote继承而来的bookNo和price数据成员，以及Bulk_quote自己定义的min_qty和discount成员。
在一个对象中，继承自基类的部分和派生类自定义的部分不一定是连续存储的。
因为在派生类对象中含有与其基类对应的组成部分，所以我们能把派生类的对象当成基类对象来使用，而且我们也能将基类的指针或引用绑定到派生类对象中的基类部分上。
Quote item; // 基类对象
Buik_quote bulk; // 派生类对象
Quote *p = &item; // p指向Quote对象
p = &bulk; // p指向bulk的Quote部分
Quote &r = bulk; // r绑定到bulk的Quote部分
这种转换通常称为派生类到基类（derived-to-base）的转换。和其他类型转换一样，编译器会隐式地执行派生类到基类地转换。
在派生类对象中含有与其基类对应的组成部分，这一事实是继承的关键所在。
派生类构造函数
尽管在派生类对象中含有从基类继承而来的成员，但是派生类并不能直接初始化这些成员。和其他创建了基类对象的代码一样，派生类也必须使用基类的构造函数来初始化它的基类部分。
每个类控制它自己的成员初始化过程。
Bulk_quote1::Bulk_quote1(const string& book, double p, size_t qty, double disc) :Quote1(book, p), min_qty(qty), discount(disc) {}
该函数将它的前两个参数（分别表示ISBN和价格）传递给Quote的构造函数，由Quote的构造函数负责初始化Bulk_quote的基类部分。当（空的）Quote构造函数体结束后，构建的对象的基类部分也就完成初始化了。接下来初始化由派生类直接定义的min_qty成员和discount成员。最后运行Bulk_quote构造函数的（空的）函数体。
除非特别指出，否则派生类对象的基类部分会像数据成员一样执行默认初始化。
首先初始化基类的部分，然后按照声明的顺序依次初始化派生类的成员。
派生类使用基类的对象
派生类可以直接访问基类的公有成员和受保护的成员：
// 如果达到了购买书籍的某个最低限量值，就可以享受折扣价格了
double Bulk_quote1::net_price(size_t cnt)const {
if (cnt >= min_qty)
return cnt * (1 - discount) * price;
else
return cnt * price;
}
派生类的作用域嵌套在基类的作用域之内。
关键概念：遵循基类的接口
必须明确一点：每个类负责定义各自的接口。要想与类的对象交互必须使用该类的接口，即使这个对象是派生类的基类部分也是如此。
因此，派生类对象不能直接初始化基类的成员。尽管从语法上来说我们可以在派生类构造函数体内给它的公有或受保护的基类成员赋值，但是最好不要这样做。
继承与静态成员
如果基类定义了一个静态成员，则在整个继承体系中只存在该成员的唯一定义。不论从基类中派生出多少个派生类，对于每个静态成员来说都只存在唯一的实例。
静态成员遵循通用的访问控制规则，如果基类中的成员是private的，则派生类无权访问它。假设某静态成员是可访问的，则我们即可以用过基类使用它也能通过派生类使用它。
派生类的声明
派生类的声明与其他类的差别不大，声明中包含类名但是不包含它的派生列表。
一条声明语句的目的是令程序知晓某个名字的存在以及该名字表示一个什么样的实体。派生列表以及与定义有关的其他细节必须与类的主体一起出现。
被用作基类的类
如果我们想将某个类用作基类，则该类必须已经定义而非仅仅声明。
这一规定的原因显而易见：派生类中包含并且可以使用它从基类继承而来的成员，为了使用这些成员，派生类当然要知道它们是什么。因此该规定还有一层隐含的意思，即一个类不能派生它本身。
防止继承的发生
在类名后跟一个关键字final：
class NoDerived final { /* */ } // NoDerived不能作为基类
类型转换与继承
可以将基类的指针或引用绑定到派生类对象上有一层及其重要的含义：当使用基类的引用（或指针）时，实际上我们并不清楚该引用（或指针）所绑定对象的真实类型。
静态类型与动态类型
当我们使用存在继承关系的类型时，必须将一个变量或其他表达式的静态类型（static type）与该表达式表示对象的动态类型（dynamic type）区分开来。表达式的静态类型在编译时总是已知的，它是变量声明时的类型或表达式生成的类型；动态类型则是变量或表达式表示的内存中的对象的类型。动态类型直到运行时才可知。
如果表达式既不是引用也不是指针，则它的动态类型永远与静态类型一致，无论如何都不能改变该变量对应的对象的类型。
基类的指针或引用的静态类型可以与其动态类型不一致。
不存在从基类向派生类的隐式类型转换
之所以存在派生类向基类的类型转换是因为每个派生类对象都包含一个基类部分，而基类的引用或则指针可以绑定到该基类部分上。一个基类的对象既可以以独立的形式存在，也可以作为派生类对象的一部分存在。如果基类对象不是派生类对象的一部分，则它只含有基类定义的成员，而不含有派生类定义的成员。
因为一个基类的对象可能是派生类对象的一部分，也可能不是，所以不存在从基类向派生类的自动类型转换。
即使一个基类指针或引用绑定在一个派生类对象上，也不能指向从基类向派生类的转换。
Bulk_quote bulk;
Quote *itemP = &bulk; // 正确：动态类型是Bulk_quote
Bulk_quote *bulkP = itemP; // 错误：不能将基类转换成派生类
编译器在编译时无法确定某个特定的转换在运行时是否安全，这是因为编译器只能通过检查指针或引用的静态类型来推断该转换是否合法。
如果在基类中含有一个或多个虚函数，我们可以使用dynamic_cast请求一个类型转换，该转换的安全检查将在运行时执行。
Bulk_quote* bulkP = dynamic_cast<Bulk_quote*>(itemP); // 正确
同样，如果我们已知某个基类向派生类的转换是安全的，则可以使用static_cast来强制覆盖掉编译器的检查工作。
在对象之间不存在类型转换
派生类向基类的自动类型转换只对指针或引用类型有效，在派生类类型和基类类型之间不存在这样的转换。
当初始化或赋值一个类类型的对象时，实际上是在调用某个函数。当执行初始化时，调用构造函数；当执行赋值操作时，调用赋值运算符。这些成员通常都包含一个参数，该参数的类型时类类型的const版本的引用。
因为这些成员接受引用作为参数，所以派生类向基类的转换允许我们给基类的拷贝、移动操作传递一个派生类的对象。这些操作不是虚函数。当我们给基类的构造函数传递一个派生类对象时，实际运行的构造函数时基类中定义的那个，显然该构造函数只能处理基类自己的成员。
Bulk_quote bulk;
Quote item(bulk); // 使用Quote::Quote(const Quote&)构造函数
item = bulk; // 调用Quote::operator=(const Quote&)
在上述过程中会忽略Bulk_quote部分，所以可以说bulk的Bulk_quote部分被切掉（sliced down）了。
当我们用一个派生类对象为一个基类对象初始化或赋值时，只有该派生类对象中的基类部分会被拷贝，移动或赋值，它的派生类部分将被忽略掉。