C++继承详解之四——is-a接口继承和has-a实现继承

在学习继承的过程中，不管是在书中还是在网上找资料，都跟多态分不开，其中还有个很抓人眼球的问题，那就是书上总是说的is-a关系和has-a关系。

很多书中讲到继承时都会说：

public继承是一个接口继承，保持is-a原则，每个父类可用的成员对子类也可用，因为每个子类对象也都是一个父类对象。

protetced/private继承是一个实现继承，基类的部分成员并非完全成为子类接口的一部分，是 has-a 的关系原则。

那is-a，has-a原则究竟是什么呢。

1.is-a

举一个例子，有一个Horse类可以保存关于马的所有信息，身高体重等等，那么我们就可以从Horse类中派生出白马类，白马类包含所有Horse类的成员，在白马类中可以新增关于白马的成员，这个成员通常不用于Horse类。

class Horse
{
public:
int Tall;
int Weight;
};
class WhiteHorse:public Horse
{
public:
int Color;
};

上面的代码中，WhiteHorse多了颜色这个成员。

整体来看，is-a表示了一种是的关系。比如白马是马，香蕉是水果，老师是人这种关系。

2.has-a

has-a体现了有这个思想。

比如，午餐有香蕉。但是午餐不是香蕉。

其实私有跟保护继承体现了has-a原则是因为，私有跟保护继承是实现继承。

什么是实现继承呢？

实现继承的主要目标是代码重用，我们发现类B和类C存在同样的代码，因此我们设计了一个类 A，用于存放通用的代码，基于这种思路的继承称为实现继承。

我们可以说，午餐中存在香蕉。

还记得 C++继承详解之二——派生类成员函数详解（函数隐藏、构造函数与兼容覆盖规则）中提到过的赋值兼容规则的前提就是公有继承。

现在我们可以看看为什么前提必须是公有继承。

私有和保护继承都是基于has-a的，我们可以简单的理解为包含关系。赋值兼容规则中规定：

在需要基类对象的任何地方都可以使用公有派生类的对象来替代。通过公有继承，派生类得到了基类中除构造函数、析构函数之外的所有成员，而且所有成员的访问控制属性也和基类完全相同。这样，公有派生类实际就具备了基类的所有功能，凡是基类能解决的问题，公有派生类都可以解决。

那么就可得到，当为私有或保护继承的时候，是包含的关系，基类在派生类中是私有的。需要基类的时候是不能用派生类代替的。

下面我们看一下has-a的两种情况

一、包含

class Banana{..};

class Lauch
{
private:
class Banana;
......
};

二.、私有继承

c++还有另一种实现has-a关系的途径—-私有继承。

使用私有继承，基类的公有成员和保护成员都将成为派生类的私有成员。这意味着基类方法将不会成为派生对象公有接口的一部分，但可以在派生类的成员函数中使用它们。

使用公有继承，基类的公有方法将成为派生类的公有方法。简而言之，派生类将继承基类的接口，这是is-a关系的一部分。使用私有继承，基类的公有方法将成为派生类的私有方法。简而言之，派生类不能继承基类的接口。正如从被包含对象中看到的，这种不完全继承是has-a关系的一部分。

因此私有继承提供的特性与包含相同：获得实现，但不获得接口。所以，私有继承也可以用来实现has-a关系。

三、使用包含还是私有继承

由于既可以使用包含，也可以使用私有继承来建立has-a关系。大多数c++程序员倾向于前者。不过私有继承所提供的特性确实比包含多。例如，假设类包含保护成员，则这样的成员在派生类中是可用的，但在继承层次机构外是不可用的。如果使用组合奖这样的类保护在另一类中，则后者将不是排成类，而是位于继承层次结构之外，因此不能访问保护成员。但通过继承的到的将是派生类，因此他能够访问保护成员。

另一种需要使用私有继承的情况是需要重新定义虚函数。派生类可以重新定义虚函数，但包含类不能。使用私有继承，重新定义的函数将只能在类中使用，而不是公有的。