C++中的派生数据类型

在C++中，派生数据类型是通过继承一个或多个现有类（基类）和添加一些新的成员来定义的。派生数据类型是基于现有类型生成的，这使得派生数据类型可以复用现有类型的代码和功能。

基本概念

C++中的类可以被继承，派生类可以像基类一样访问基类的公共和受保护成员，同时也可以添加新的成员。派生类可以是单继承或多继承。

派生类的声明方式为：

class DerivedClass : accessSpecifier BaseClass {};

其中，accessSpecifier可以是public、protected或private，用来指定基类成员的访问权限。

单继承

单继承是指派生类只继承了一个基类。例如：

class Shape {
public:
    void setWidth(int w) {
        width = w;
    }
    void setHeight(int h) {
        height = h;
    }
protected:
    int width;
    int height;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    int getArea() {
        return width * height;
    }
};

int main() {
    Rectangle rect;
    rect.setWidth(5);
    rect.setHeight(3);
    cout << "Area: " << rect.getArea() << endl;
    return 0;
}

在上面的例子中，Rectangle类继承了Shape类，并添加了getArea()函数计算矩形的面积。Rectangle类可以访问基类Shape的width和height成员。

多继承

多继承是指派生类同时继承了两个或更多的基类。例如：

class Animal {
public:
    void eat() {
        cout << "I can eat." << endl;
    }
};

class WingedAnimal {
public:
    void flapWings() {
        cout << "I can flap my wings." << endl;
    }
};

class Bat : public Animal, public WingedAnimal {
public:
    void echoLocation() {
        cout << "I can echolocate." << endl;
    }
};

int main() {
    Bat bat;
    bat.eat();          // I can eat.
    bat.flapWings();    // I can flap my wings.
    bat.echoLocation(); // I can echolocate.
    return 0;
}

在上面的例子中，Bat类同时继承了Animal类和WingedAnimal类，Bat类可以访问这两个基类的成员函数。

虚继承

虚继承是指基类被多个派生类继承时，通过关键字virtual只产生一个共享的基类子对象。例如：

class Animal {
public:
    void eat() {
        cout << "I can eat." << endl;
    }
};

class WingedAnimal : virtual public Animal {
public:
    void flapWings() {
        cout << "I can flap my wings." << endl;
    }
};

class Bat : virtual public Animal, public WingedAnimal {
public:
    void echoLocation() {
        cout << "I can echolocate." << endl;
    }
};

int main() {
    Bat bat;
    bat.eat();          // I can eat.
    bat.flapWings();    // I can flap my wings.
    bat.echoLocation(); // I can echolocate.
    return 0;
}

在上面的例子中，WingedAnimal类和Bat类都是通过虚继承继承自Animal类的，这样就避免了Animal类的成员被多次继承产生的冗余。

特殊成员函数

派生类中通常也需要定义构造函数、析构函数和赋值运算符等特殊成员函数。其中，构造函数和析构函数需要在派生类中初始化基类的成员，赋值运算符需要注意调用基类的赋值运算符。

例如：

class Base {
public:
    Base() {
        // ...
    }
    virtual ~Base() {
        // ...
    }
    Base& operator=(const Base& other) {
        if (this != &other) {
            // ...
        }
        return *this;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() :
        Base() {
        // ...
    }
    virtual ~Derived() {
        // ...
    }
    Derived& operator=(const Derived& other) {
        if (this != &other) {
            Base::operator=(other); // 调用基类的赋值运算符
            // ...
        }
        return *this;
    }
};