C++ 三种继承方式深度解析：public、protected 与 private

C++ 三种继承方式深度解析：public、protected 与 private

本教程通过代码示例与访问性对比表，详细阐述 C++ public、protected、private 继承对基类成员在派生类中的可见性影响。

C++ 继承中，派生类可用不同访问模式从基类派生：

class Base { .... };
class Derived : public Base { .... };

public 表示公有继承。也可用 protected 或 private 继承。这三个关键字在继承上下文中称为访问说明符。

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三种继承方式的成员可见性规则

• public 继承：基类 public 成员在派生类仍为 public；基类 protected 成员在派生类仍为 protected。
• protected 继承：基类 public 和 protected 成员在派生类均变为 protected。
• private 继承：基类 public 和 protected 成员在派生类均变为 private。

注意： 基类 private 成员对派生类始终不可见。

class Base {
public: int x;
protected: int y;
private: int z;
};

class PublicDerived: public Base {
    // x: public
    // y: protected
    // z: 不可访问
};

class ProtectedDerived: protected Base {
    // x: protected
    // y: protected
    // z: 不可访问
};

class PrivateDerived: private Base {
    // x: private
    // y: private
    // z: 不可访问
}

示例 1：public 继承

// public 继承演示
#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
private: int pvt = 1;
protected: int prot = 2;
public: int pub = 3;
int getPVT() { return pvt; }
};

class PublicDerived : public Base {
public:
    int getProt() { return prot; }
};

int main() {
    PublicDerived object1;
    cout << "Private = " << object1.getPVT() << endl;
    cout << "Protected = " << object1.getProt() << endl;
    cout << "Public = " << object1.pub << endl;
    return 0;
}

输出

Private = 1
Protected = 2
Public = 3

PublicDerived 以 public 方式继承 Base。结果：

• prot 继承为 protected
• pub 和 getPVT() 继承为 public
• pvt 因基类 private 不可访问

main() 中无法直接访问 private/protected 成员，需通过公有函数：

// 错误：Base::pvt 不可访问
cout << "Private = " << object1.pvt;
// 错误：Base::prot 不可访问
cout << "Protected = " << object1.prot;

getPVT() 定义在 Base 内（访问私有成员），getProt() 定义在 PublicDerived 内（可访问 protected 成员）。

public 继承访问性总结表

示例 2：protected 继承

// protected 继承演示
#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
private: int pvt = 1;
protected: int prot = 2;
public: int pub = 3;
int getPVT() { return pvt; }
};

class ProtectedDerived : protected Base {
public:
    int getProt() { return prot; }
    int getPub() { return pub; }
};

int main() {
    ProtectedDerived object1;
    cout << "Private cannot be accessed." << endl;
    cout << "Protected = " << object1.getProt() << endl;
    cout << "Public = " << object1.getPub() << endl;
    return 0;
}

输出

Private cannot be accessed.
Protected = 2
Public = 3

ProtectedDerived 以 protected 方式继承。结果：

• prot、pub 和 getPVT() 继承为 protected
• pvt 不可访问

protected 成员类外不可直接访问，故 main() 中不能调用 getPVT() 或直接访问 pub，需在派生类中提供公有包装函数 getPub()。

protected 继承访问性总结表

示例 3：private 继承

// private 继承演示
#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
private: int pvt = 1;
protected: int prot = 2;
public: int pub = 3;
int getPVT() { return pvt; }
};

class PrivateDerived : private Base {
public:
    int getProt() { return prot; }
    int getPub() { return pub; }
};

int main() {
    PrivateDerived object1;
    cout << "Private cannot be accessed." << endl;
    cout << "Protected = " << object1.getProt() << endl;
    cout << "Public = " << object1.getPub() << endl;
    return 0;
}

输出

Private cannot be accessed.
Protected = 2
Public = 3

PrivateDerived 以 private 方式继承。结果：

• prot、pub 和 getPVT() 继承为 private
• pvt 不可访问

private 成员类外不可访问，故需在派生类中提供 getPub() 访问 pub，getPVT() 也不可直接调用。

private 继承访问性总结表