C++是一种支持面向对象编程范式的高级编程语言，其类继承机制是其面向对象特性中非常重要的一部分。类继承可以帮助程序员更加高效地利用现有代码，提高代码的复用性。本文将重点介绍如何在C++中使用基类的成员和方法。
一、继承定义与使用
在C++中，继承使用关键字`class`后面跟着一个冒号和基类名的形式，例如`class Derived : public Base`。其中，`Derived`是派生类，`Base`是基类。C++中的继承方式有三种：公有继承（public）、私有继承（private）、保护继承（protected），它们分别表示派生类对基类成员的访问权限。在一般情况下，我们使用公有继承。 接下来，我们将介绍如何在派生类中使用基类的成员和方法。假设有一个基类`Shape`，它有一个成员函数`draw()`和一个数据成员`color`。我们需要从`Shape`类中派生出一个新类`Rectangle`，在`Rectangle`类中使用`Shape`类的成员和方法。 下面是一个基本的类定义样例：
class Shape {
public:
void draw() {
std::cout << "Draw shape" << std::endl;
}
protected:
std::string color;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
void drawRect() {
std::cout << "Draw rectangle with color " << color << std::endl;
}
};
在上面的代码中，我们使用公有继承将`Rectangle`类派生自`Shape`类。在`Rectangle`类中，我们可以通过继承访问`Shape`类中的`color`成员。此外，`Rectangle`类中还定义了一个新成员函数`drawRect()`，用于绘制矩形。
二、调用基类构造函数
当我们在派生类中创建对象时，基类中的构造函数也应该被调用。C++中有两种方式可以实现这一点：构造函数初始化列表和在派生类构造函数中调用基类构造函数。 首先，我们看一下使用构造函数初始化列表的方法：
class Shape {
public:
Shape(std::string c) : color(c) {}
protected:
std::string color;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
Rectangle(std::string c) : Shape(c) {}
};
在上述代码中，我们在`Shape`类的构造函数中初始化`color`成员，`Rectangle`类的构造函数中调用基类构造函数`Shape(c)`，其中`c`是`Rectangle`类构造函数的参数。 另一种调用基类构造函数的方法是使用派生类构造函数：
class Shape {
public:
Shape(std::string c) : color(c) {}
protected:
std::string color;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
Rectangle(std::string c) : color(c) {}
private:
std::string color;
};
在这个例子中，我们在`Rectangle`类中定义一个名为`color`的新成员变量，并且在`Rectangle`类中的构造函数中初始化它。由于派生类中也存在一个名为`color`的成员，所以在使用`color`时需要使用`this->color`来指定它是哪个类中的成员。
三、覆盖基类方法
派生类可以覆盖基类的成员函数，也就是在派生类中重新实现一个与基类中同名的函数。这种方法可以增加一些特定于派生类的行为或实现其他不同的功能。 下面是一个例子，我们将继承的`draw()`方法在派生类中重新实现：
class Shape {
public:
virtual void draw() {
std::cout << "Draw shape" << std::endl;
}
protected:
std::string color;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
void draw() {
std::cout << "Draw rectangle with color " << color << std::endl;
}
};
在这个例子中，我们将`Shape`类中的`draw()`函数声明为`virtual`，这意味着它将成为一个虚函数。然后，在`Rectangle`类中重新实现了`draw()`函数以覆盖基类中的实现。当我们调用`draw()`函数时，将调用派生类中的版本。
四、使用基类指针
在某些情况下，我们需要将派生类对象指针转换成基类指针，这是因为在C++中，可以使用基类指针来指向派生类对象，但不能使用派生类指针指向基类对象。 下面的代码展示了如何将派生类对象指针转换成基类指针来使用基类成员：
class Shape {
public:
virtual void draw() {
std::cout << "Draw shape" << std::endl;
}
protected:
std::string color;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
void draw() {
std::cout << "Draw rectangle with color " << color << std::endl;
}
};
int main() {
Rectangle r;
Shape* pShape = &r;
pShape->draw();
}
在上面的代码中，我们创建了一个`Rectangle`对象`r`，然后将它的指针赋值给了一个`Shape`指针`pShape`。接下来，我们通过调用`pShape`指针访问`draw()`函数，这将执行派生类`Rectangle`中的实现。
总结
通过继承基类来扩展派生类，可以更好地利用代码和提高代码复用性。在C++中，使用公有继承来访问基类的成员和方法。本文介绍了几种在派生类中使用基类的成员和方法的方法，包括构造函数初始化列表和派生类构造函数，覆盖基类方法和使用基类指针。通过这些技术，你可以写出更加灵活和复杂的程序。
