Item 32：确保public继承是"is a"的关系 Effective C++笔记

Item 32: Make sure public inheritance models "is-a".

C++面向对象程序设计中，最重要的规则便是：public继承应当是"is-a"的关系。当

Derived

public继承自

Base

时，
相当于你告诉编译器和所有看到你代码的人：

Base

是

Derived

的抽象，

Derived

就是一个

Base

，任何时候

Derived

都可以代替

Base

使用。

当然这只适合public继承，如果是private继承那是另外一回事了，见Item
39。

比如一个

Student

继承自

Person

，那么

Person

有什么属性

Student

也应该有，接受

Person

类型参数的函数也应当接受一个

Student

：

void eat(const Person& p);
void study(const Person& p);

Person p; Student s;
eat(p); eat(s);
study(p); study(s);

语言的二义性

上述例子也好理解，也很符合直觉。但有时情况却会不同，比如

Penguin

继承自

Bird

，但企鹅不会飞：

class Bird{
public:
    vitural void fly();
};
class Penguin: public Bird{
    // fly??
};

这时你可能会困惑

Penguin

到底是否应该有

fly()

方法。但其实这个问题来源于自然语言的二义性：
严格地考虑，鸟会飞并不是所有鸟都会飞。我们对会飞的鸟单独建模便是：

class Bird{...};
class FlyingBird: public Bird{
public:
    virtual void fly();
};
class Penguin: public Bird{...};

这样当你调用

penguin.fly()

时便会编译错。当然另一种办法是

Penguin

继承自拥有

fly()

方法的

Bird

，
但

Penguin::fly()

中抛出异常。这两种方式在概念是有区别的：前者是说企鹅不能飞；后者是说企鹅可以飞，但飞了会出错。

哪种实现方式好呢？[Item 18]中提到，接口应当设计得不容易被误用，最好将错误从运行时提前到编译时。所以前者更好！

错误的继承

生活的经验给了我们关于对象继承的直觉，然而并不一定正确。比如我们来实现一个正方形继承自矩形：

class Rect{...};
void makeBigger(Rect& r){
    int oldHeight = r.height();
    r.setWidth(r.width()+10);
    assert(r.height() == oldHeight);
}
class Square: public Rect{...};

Square s;
assert(s.width() == s.height());
makeBigger(s);
assert(s.width() == s.height());

根据正方形的定义，宽高相等是任何时候都需要成立的。然而

makeBigger

却破坏了正方形的属性，
所以正方形并不是一个矩形（因为矩形需要有这样一个性质：增加宽度时高度不会变）。即

Square

继承自

Rect

是错误的做法。
C++类的继承比现实世界中的继承关系更加严格：任何适用于父类的性质都要适用于子类！

本节我们谈到的是"is-a"关系，类与类之间还有着其他类型的关系比如"has-a", "is-implemented-in-terms-of"等。这些在Item-38和Item-39中分别介绍。

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