蔡逸竹

假設您先前已經撰寫了一些2D繪圖相關類別，現在打算將之擴充為適用於3D繪圖，3D的觀念是2D的延伸，許多2D繪圖時所使用的功能都可以留下來加以擴充，在C++中您不用重寫所有的類別，您可以「繼承」（Inherit）原先已定義好的類別，然後加以擴充。

例如繪圖中最基本的點類別，您原先已定義好一個Point2D類別，您繼承它並將之擴充為Point3D類別，在繼承的關係中，稱被繼承的類別為「父類別」（Parent class）或「基礎類別」（Base class），而繼承父類別的就稱之為「子類別」（Child class）或「衍生類別」（Derived class），在繼承時您使用 : 運算子，並指定其繼承方式，在繼承的權限關係上，公開繼承是最常見的，先由這個開始說明繼承的概念。

直接使用一個實際例子來說明好了，先定義Point2D：

• Point2D.h

class Point2D {
public:
    Point2D() {
        _x = 0;
        _y = 0;
    }
    Point2D(int x, int y) : _x(x), _y(y) {
    }
    int x() {return _x;}
    int y() {return _y;}
    void x(int x) {
         _x = x;
    }
    void y(int y) {
         _y = y;
    }
private:
    int _x;
    int _y;
};
接著定義Point3D類別，它公開繼承Point2D類別：

• Point3D.h

#include "Point2D.h"

class Point3D : public Point2D {
public:
    Point3D() {
        _z = 0;
    }
    Point3D(int x, int y, int z) : Point2D(x, y), _z(z) {
    }
    int z() {return _z;}
    void z(int z) {_z = z;}
   
private:
    int _z;
};
當您公開繼承某個類別時，該成員的所有public成員都可以在衍生類別中被呼叫使用，而private成員則不可以直接在衍生類別中被呼叫使用；在這個例子中，Point2D中已經有_x, _y兩個成員，而繼承之後新增_z成員，在函式上您新增public的z()方法，而x()與y()直接繼承父類別中已定義的內容。

在繼承某個類別之後，您可以一併初始父類別的建構函式，以完成相對應的初始動作，這可以使用 : 運算子並加上父類別建構函式名稱，至於無參數的預設建構函式，在生成衍生類別物件時，基底類別的無參數建構函式會自動被呼叫。

父類別的public成員可以直接在衍生類別中使用，而private成員則不行，private類別只限於定義它的類別來存取，如果您想要與父類別的 private成員溝通，就只能透過父類別中繼承下來的public函式成員，例如上例中的x()與y()方法。

來看看一個使用Point3D的例子：

• main.cpp

#include <iostream>
#include "Point3D.h"

using namespace std;

int main() {
    Point3D p1(1, 3, 4);
    Point3D p2;

    cout << "p1: ("
         << p1.x() << ", "
         << p1.y() << ", "
         << p1.z() << ")"
         << endl;
         
    p2.x(5);
    p2.y(7);
    p2.z(8);
   
    cout << "p2: ("
         << p2.x() << ", "
         << p2.y() << ", "
         << p2.z() << ")"
         << endl;
            
    return 0;
}
執行結果：

p1: (1, 3, 4) p2: (5, 7, 8)

公開繼承時，父類別與子類別之間是"is-a"的關係，白話來說，假設父類別是A類的話，公開繼承的子類也「是一種」A類。