组合与继承

组合

如果鸟是可以飞的，那么鸵鸟是鸟么？鸵鸟如何继承鸟类？[美国某著名分析软件公司2005年面试题]
      解析：如果所有鸟都能飞，那鸵鸟就不是鸟！回答这种问题时，不要相信自己的直觉！将直觉和合适的继承联系起来还需要一段时间。
      根据题干可以得知：鸟是可以飞的。也就是说，当鸟飞行时，它的高度是大于0的。鸵鸟是鸟类（生物学上）的一种。但它的飞行高度为0（鸵鸟不能飞）。
      不要把可替代性和子集相混淆。即使鸵鸟集是鸟集的一个子集（每个驼鸟集都在鸟集内），但并不意味着鸵鸟的行为能够代替鸟的行为。可替代性与行为有关，与子集没有关系。当评价一个潜在的继承关系时，重要的因素是可替代的行为，而不是子集。
      答案：如果一定要让鸵鸟来继承鸟类，可以采取组合的办法，把鸟类中的可以被鸵鸟继承的函数挑选出来，这样鸵鸟就不是“a kind of”鸟了，而是“has some kind of”鸟的属性而已。代码如下：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class bird
{
public:
    void eat()
    {
        cout<<"bird is eating"<<endl;
    }
    void sleep()
    {
        cout<<"bird is sleeping"<<endl;
    }
    void fly();
};

class ostrich
{
public:
    void eat()
    {
        smallBird.eat();
    }
    void sleep()
    {
        smallBird.sleep();
    }
private:
    bird smallBird;

};

int main()
{
    ostrich xiaoq;
    xiaoq.eat();
    xiaoq.sleep();
    return 0;
}

再举一个例子

例如眼（Eye）、鼻（Nose）、口（Mouth）、耳（Ear）是头（Head）的一部分，所以类Head 应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear 组合而成，不是派生而成。示例程序如下：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Eye
{
public:
    　　void Look();
};
class Nose
{
public:
    　　void Smell();
};
class Mouth
{
public:
    　　void Eat();
};
class Ear
{
public:
    　　void Listen();
};
class Head
{
public:
    　　void Look()
    {
        m_eye.Look();
    }
    　　void Smell()
    {
        m_nose.Smell();
    }
    　　void Eat()
    {
        m_mouth.Eat();
    }
    　　void Listen()
    {
        m_ear.Listen();
    }
private:
    　　Eye m_eye;
    　　Nose m_nose;
    　　Mouth m_mouth;
    Ear m_ear;
};

如果允许Head 从Eye、Nose、Mouth、Ear 派生而成，那么Head 将自动具有Look、Smell、Eat、Listen 这些功能。

组合与继承_父类

实心菱形代表了一种坚固的关系，被包含类的生命周期受包含类控制，被包含类会随着包含类创建而创建，消亡而消亡。组合属于黑盒复用，被包含对象的内部细节对外是不可见的，所以它的封装性相对较好，实现上相互依赖比较小，并且可以通过获取其它具有相同类型的对象引用或指针，在运行期间动态的定义组合。而缺点就是致使系统中的对象过多。

继承

类之间的关系

has-A，uses-A 和 is-A

has-A 包含关系，用以描述一个类由多个“部件类”构成。实现has-A关系用类成员表示，即一个类中的数据成员是另一种已经定义的类。

uses-A 一个类部分地使用另一个类。通过类之间成员函数的相互联系，定义友员或对象参数传递实现。

is-A 机制称为“继承”。关系具有传递性,不具有对称性。

继承关系举例

万事万物中皆有继承，是重要的现象

两个案例：1）植物继承图；2）程序员继承图

组合与继承_父类_02

派生类的定义

组合与继承_派生类_03

C++中的继承方式（public、private、protected）会影响子类的对外访问属性。

子类拥有父类的所有成员变量和成员函数

子类可以拥有父类没有的方法和属性

子类就是一种特殊的父类

子类对象可以当作父类对象使用

派生类的访问控制

派生类继承了基类的全部成员变量和成员方法（除了构造和析构之外的成员方法），但是这些成员的访问属性，在派生过程中是可以调整的。

不同的继承方式会改变继承成员的访问属性

1）C++中的继承方式会影响子类的对外访问属性

public继承：父类成员在子类中保持原有访问级别

private继承：父类成员在子类中变为private成员

protected继承：父类中public成员会变成protected

父类中protected成员仍然为protected

父类中private成员仍然为private

2）private成员在子类中依然存在，但是却无法访问到。不论种方式继承基类，派生类都不能直接使用基类的私有成员。

3）C++中子类对外访问属性表

	父类成员访问级别
继承方式		public	proteced	private
	public	public	proteced	private
	proteced	proteced	proteced	private
	private	private	private	Private

“三看”原则

C++中的继承方式（public、private、protected）会影响子类的对外访问属性

判断某一句话，能否被访问

1）看调用语句，这句话写在子类的内部、外部

2）看子类如何从父类继承（public、private、protected）

3）看父类中的访问级别（public、private、protected）

访问设置原则

1、需要被外界访问的成员直接设置为public

2、只能在当前类中访问的成员设置为private

3、只能在当前类和子类中访问的成员设置为protected，protected成员的访问权限介于public和private之间。

结论：一般情况下class B : public A

例子：

。如男人（Man）是人（Human）的一种，女人（Woman）是人的一种。那么类Man 可以从类Human 派生，类Woman也可以从类Human 派生。示例程序如下：

class Human
{
　　…
};
class Man : public Human
{
　　…
};
class Woman : public Man
{
　　…
};

组合与继承_派生类_04

“圆不是椭圆”同样存在类似的问题，圆从椭圆类继承了无用的长短轴数据成员。所以更加严格的继承应该是：若在逻辑上B是A的一种，并且A的所有功能和属性对B都有意义，则允许B继承A的所有功能和属性。

类继承允许我们根据自己的实现来覆盖重写父类的实现细节，父类的实现对于子类是可见的，所以我们一般称之为白盒复用。继承易于修改或扩展那些被复用的实现，但它这种白盒复用却容易破坏封装性。因为这会将父类的实现细节暴露给子类。

不良继承出现的根本原因在于对继承的理解不够深刻，错把直觉中的“是一种（Is-A）”当成了学术中的“子类型（subtype）”概念。在继承体系中，派生类对象是可以取代基类对象的。而在椭圆和圆的问题上，椭圆类中的成员函数setSize(x,y)违背了这个可置换性，即Liskov替换原则。

所有不良继承都可以归结为“圆不是椭圆”这一著名具有代表性的问题上。在不良继承中，基类总会有一些额外能力，而派生类却无法满足它。这些额外的能力通常表现为一个或多个成员函数提供的功能。要解决这一问题，要么使基类弱化，要么消除继承关系，需要根据具体情形来选择。