类的重用（包含、嵌套、继承）

思想

继承关系

is-a（是）/is-a-kind-of（是一种）

• 描述：is-a关系，即派生类对象也是一个基类对象，可以对基类对象执行的任何操作也可以对派生类对象执行
• 举例：香蕉是水果
• 实现：is-a最常用，也是使用最常用的公有继承实现
• 补充：这种关系称为is-a-kind-of更准确，但通常使用属于is-a

has-a（包括有）

• 举例：午餐中包括米饭，但米饭不是午餐
• 实现：一般将一个对象作为另一个的数据成员（包含），或使用私有继承
• 不能实现：公有继承不能建立这种关系

is-like-a（像一种）

• 举例：律师像鲨鱼，但律师不是鲨鱼
• 不能实现：公有继承不能建立这种关系

is-implemented-as-a（作为...来实现）

• 举例：可以用数组来实现栈，但栈不是数组
• 不能实现：公有继承不能建立这种关系

uses-a（使用）

• 举例：计算机可以使用激光打印机
• 实现：可以使用友元函数或友元类
• 不能实现：公有继承不能建立这种关系

比较（has-a关系，包含和私有继承区别与选择）

区别

• 初始化基类组件
  • 包含：创建类的实例对象
  • 私有继承：构造函数需要使用成员初始化列表来构造基类对象
• 访问基类的方法
  • 包含：使用对象名和句点运算符调用方法，如m_a.fn();
  • 私有继承：使用类名和作用域解析运算符来调用方法，如A::fn();
• 访问基类对象（使用基类对象本身）
  • 包含：返回对象成员即可，如return m_a;
  • 私有继承：使用强制类型转换（派生类转换为基类）再返回，如return (const APerent &) *this;
• 访问基类的友元函数
  • 包含：直接使用，如cout m_a;
  • 私有继承：使用强制类型转换（派生类转换为基类）再使用，如cout << (const APerent &) a;

选择

• 总结
  • 通常使用包含来建立has-a关系
  • 如果新类需要访问原有类的保护成员，或需要重新定义虚函数时，使用私有继承
• 选用包含：大多数C++程序员倾向于使用包含
  • 包含易于理解、而继承较为抽象
  • 继承会引发很多问题，比如多重继承的一些问题
  • 包含能包括多个同类的子对象，而继承只能使用一个这样的对象
• 选用私有继承：私有继承提供的特性更多
  • 私有继承可以访问保护成员
  • 可以重新定义基类中的虚函数（非虚函数也能定义，但如果通过引用来调用则会引发问题，不建议修改非虚函数）

嵌套类（类 x 类）

• 简概

  • 通过新的类型类作用域类避免名称混乱
  • 旧版本的C++不允许嵌套类或无法完全实现这种概念

• 嵌套类与包含类区别

  • 包含：将类对象作为另一个类的成员
  • 嵌套：不创建类成员，而是定义一种类型，而且该类型仅在包含嵌套类声明的类中有效

• 使用场景

  • 通常是为了帮助实现另一个类，并避免名称冲突

• 使用

  • 声明：class中正常嵌套另一个class声明即可
  • 定义：使用两次作用域解析运算符，如Queue::Node::Node() {}为嵌套类的构造函数的定义

• 访问权限与作用域（和普通变量一样）

  • 声明位置	包含它的类是否可以使用它	从包含它的类派生的类是否可以使用它	在外部是否可以使用它
    私有部分	是	否	否
    保护部分	是	是	否
    公有部分	是	是	是，通过类限定符来使用