理解C++中public继承的实现方式与用途

一、public继承的定义

public继承是C++中最常见的继承方式之一。它的定义方式如下：

class DerivedClass : public BaseClass
{
    ...
};

这样定义后，DerivedClass就会从BaseClass中继承所有public成员，而BaseClass中的protected和private成员则不能被DerivedClass访问。

二、public继承的实现方式

public继承的实现方式是通过在DerivedClass类中包含一个BaseClass对象来实现的：

class BaseClass
{
public:
    ...
};

class DerivedClass : public BaseClass
{
public:
    ...
private:
    BaseClass m_base;
};

这里m_base是DerivedClass类中的成员变量，它是由BaseClass类实例化而来的，因此DerivedClass类就可以访问BaseClass中的所有public成员。

三、public继承的用途

1. 代码复用

public继承最常见的用途就是为了代码复用。如果DerivedClass需要重用BaseClass中的代码（公共接口），那么可以通过public继承来实现。

例如：

class Shape
{
public:
    virtual int GetArea() = 0;
    virtual int GetPerimeter() = 0;
};

class Rectangle : public Shape
{
public:
    Rectangle(int width, int height) : m_width(width), m_height(height) {}
    int GetArea() override { return m_width * m_height; }
    int GetPerimeter() override { return 2 * (m_width + m_height); }
private:
    int m_width, m_height;
};

class Square : public Rectangle
{
public:
    Square(int sideLength) : Rectangle(sideLength, sideLength) {}
};

这里Rectangle类是一个具体的实现类，Square类则是一个将Rectangle类进行扩展的类。由于Square类也是一个矩形，所以可以通过public继承Rectangle类来获取Rectangle类中的代码，直接使用Rectangle中的函数GetArea()和GetPerimeter()，而不需要再次实现这些代码。

2. 多态性

public继承还可以用于实现多态性。

例如：

class Animal
{
public:
    virtual void Speak() {}
};

class Cat : public Animal
{
public:
    void Speak() override { std::cout