不变的功能，希望直接复用原有代码；变化的功能，希望在分开的代码里实现。

1. 派生的基本概念和目的
2. 如何定义派生类以及创建派生对象
3. 派生对象的生死过程 

0. 课堂视频

1. 派生的基本概念与目的

编程，或者说软件系统的设计与实现的主要工作和最大痛苦来源，就是：变化。由于要面对变化，于是产生了许多程序设计思想、原则或方法，派生正是其中之一。

1.1 变与不变的代码原则

写程序时，很多时候，会发现当前地方需要用到的功能，在之前的某个地方，已经实现过一回了；又有很多时候，会发现，当前需要在原来的功能上，实现一些新的功能。这时候，一条基本且重要的原则出现了：

需要用到一样的功能，我们希望直接复用原有代码，而不是重新写一遍（哪怕你有复制粘贴大法）；而当需要写不一样的功能时，我们希望新功能和旧功能能够在分开的代码中写，而不是混在一起写。

这个原则很好理解：

1. 实现同样功能的代码如果到处出现，不仅费时费事，而且将来功能有变动时，就得到处修改；
2. 同一段代码，却包含了多种不同逻辑的实现，表现看起来非常强大，但一来整体逻辑变得很复杂，并且非常容易写错。

派生就可以同时满足以上两点要求的一种编程方法（归在“面向对象”的编程思想中）。

课堂讲到的，实现“区分对待女神与普通人的自我介绍功能” 的 “if/else” 和 派生方案的对比，目的就是为了让同学通过实例，体会、理解到这个原则所能发挥的作用，以及发挥作用的方法。

一句话：在新的类型定义（当前我们学习了如何定义 struct ）中实现新功能，从而保证“新功能和旧功能分开写”；而又能同时复用（继承）原有类型的原有功能。在这段话的描述中，新的类型就是派生类（derived-class），旧的类型叫基类（base-class）。

基类和派生类之间，可以称为 “派生 / derive ”，另一种常用的说法是“继承 / inherit”。当我们说“继承”时，通常是在强调新的类型从旧的类型身上复用（继承）了原有的功能；而当我们说“派生”时，则通常是在强调新的类型将在旧的类型的基础上，扩展（派生）了一些新的功能。两种说法是同一硬币的两个面，关系紧密，比如派生新功能时所用到的基础，往往就是继承自基类的原有方法或数据。

跨越语法的，通常用以下图形表示类型和类型之派生关系：

阅读笔记

1.2 变与不变的具体例子

这是我们在上一节课 《Hello Object 成员版》 写的一段代码：

// 定义人类结构 
struct Person 
{ 
    Person() { std::cout << "哇哇~" << std::endl; }; 
    ~Person() { std::cout << "呜呜~" << std::endl; } 

    // 自我介绍 
    void Introduce() // 成员函数，方法 
    { 
        std::cout << "大家好，我叫 " << name << std::endl; 
    }  

    std::string name; // 成员数据，属性 
}; 

新需求是：美女能够有不同的自我介绍方式，但美女的生死过程要和普通人类（Person）一样地会“哇哇”或“呜呜”。

当然可以借助 if/else 来实现，只需要在原来就有的 Introduce () “动刀”：

void Introduce()
{
    if (name == "志玲")
    {
        // 在此处实现女神特有的自我介绍
    }
    else
    {
        std::cout << "大家好，我叫 " << name << std::endl;
    }
}

这种实现方法，除了用名字来判断一个人的外貌这一固有的“原罪”之外，还有个问题：不符合我们前面谈的基本原则中的第二个要求：新旧功能分开写。

3. 派生的基本语法

3.1 定义派生类

以我们熟悉的 struct （用户自定义类型方法之一）为例：

struct 派生类 : public 基类 
{ 
};

C++ 支持多种派生方法，比如私有派生和公有派生，其中公有派生最常用。上面示例代码中的 关键字 “public” 即指明这是一个公有派生关系。

当派生类是 struct 时，此处省略 public 也同样表示公有派生。

给个具体例子：美女类（Beauty）派生了（继承自）普通人类(Person)。

struct Beauty : public Person 
{ 
}; 

此时，表面上看，Beauty 结构中间空空，一无所有，但其实它已经拥有了继承自基类的成员数据 name 和 成员方法 Introduce() 。

依据需求，美女类将拥有自己的自我介绍方法：

struct Beauty : public Person
{
    void Introduce() 
    { 
       cout << "大家好，我是美女" << name << "，想得到大家的多多关照哦~" << endl; 
    }
};

注意，派生类的 Introduce() 方法的原型（函数三要素：名字、返回值、入参列表）和基类的完全一样，但实现改变了（更嗲一点？）。可以放心的是，两个版本不会打架。基类的对象使用基类的，派生类的对象使用派生类的。

这里讲的就是之前课程提到的“类型即约束”。基类类型约束基类对象，派生类类型约束派生类对象，各自安生……直到下一节课，有些对象会突然醒悟，发出 “王侯将相，宁有种乎”的呐喊……

可能你已经注意到了，Beauty 确实非常直接地使用到了 name ——如前所述，它继承自基类。

更需要注意到的是：Beauty 类完全没手写的构造函数和析构函数。在此情况下，依照 C++ 语言标准，编译器会自动为它生成有默认行为的构造和析构函数，并且（重点）二者的默认行为中，包括了各自去调用基类的版本。即：

• 派生类默认的构造函数，会自动调用基类的构造函数；
• 派生类默认的析构函数，会自动调用基类的析构函数。

所以，尽管什么也没写，但我们在构造一个 Beauty 的对象时，它会输出 “哇哇~”，而它在释放时，也将输出 “呜呜~”。

3.2 定义派生类对象

派生类也是类，所以还是通过类型定义一个对象（变量）的那一套，我们同样给出栈对象和堆对象的例子：

/* 此处是基类 Person 和 派生类 Beauty 的类定义，略 */ 
int main()
{
    Beauty b1;
    b1.Introduce();
    Beauty *b2 = new Beauty(); // 或 new Beauty b2->Introduce(); delete b2;
}

3.3 完整代码

#include <iostream>
#include <string>

// 基类
struct Person
{
    Person() { std::cout << "哇哇~" << std::endl; }

    ~Person() { std::cout << "呜呜~" << std::endl; }

    // 自我介绍 
    void Introduce() // 成员函数，方法 
    { 
       std::cout << "大家好，我叫 " << name << std::endl; 
    }

    std::string name; // 成员数据，属性
};

// 派生类 
struct Beauty : public Person
{
    void Introduce() 
    { 
        cout << "大家好，我是美女" 
             << name << "，想得到大家的多多关照哦~" << endl; 
    }
};

int main()
{
    Person xiaoA; // 变量小A，普通人类 
    xiaoA.name = "小A";
    
    Person 如花; // 小心出现中文符号 
    如花.name = "如花";
    
    Beauty zhiLing;
    zhiLing.name = "王钢蛋";
    
    auto* jiaLing = new Beauty;
    jiaLing->name = "嘉铃"; // 我更喜欢 “加0”
    
    xiaoA.Introduce();
    如花.Introduce();
    zhiLing.Introduce();
    jiaLing->Introduce();
    
    delete jiaLing;
}

为什么非要有个堆变量呢？因为下节要用啊，好怕同学们才隔一节课就忘记了。

4. 派生对象的生死过程

4.1 多级构造与析构过程

• 派生对象构造时，先调用基类的构造函数，再调用自己的构造过程；
• 派生对象析构时，先调用自己的析构函数，再调用基类的析构过程。

如果把基类比成一楼，派生类比成二楼，那就是：

• 构造就是盖楼，先盖一楼，再盖二楼；
• 析构就是拆楼，先拆二楼，再盖二楼。

如果还有三楼、四楼，整个过程依次延顺。

注意，画楼层时，通常二楼在上，一楼在下。但画派生关系图时，基类在下，派生类在上，且箭头是从派生指向基类。

4.2 示例程序

关于派生类构造也析构的完整测试代码：

#include <iostream>

using namespace std; // 间接限定 s

truct ShaFaTie // 沙发贴，“爷爷类” 
{ 
   ShaFaTie() { cout << "哈哈，捡到沙发，笑抚二楼狗头。" << endl; }
   ~ShaFaTie() { cout << "我是一楼，结贴。" << endl; } 
}; 

struct BanDengTie : public ShaFaTie // 板凳贴，“爸爸类” 
{ 
    BanDengTie() { cout << "[回复] 抢到板凳。一楼你好舒服！笑看三楼躺地板。" << endl; } 
    ~BanDengTie() { cout << "我是二楼，结贴。" << endl; } 
}; 

struct DiBanTie : public BanDengTie // 地板贴，“孙子类” 
{ 
    DiBanTie() { cout << "[回复] 三楼怎么啦？席地而坐，凸显不同。" << endl; } 
    ~DiBanTie() { cout << "我是三楼，结贴。" << endl; } 
}; 

int main() 
{ 
   ShaFaTie l1; 
   cout << "===============\n"; 
   
   BanDengTie l2; 
   cout << "===============\n"; 

   DiBanTie l3; 
   cout << "===============\n"; 
}