15.2 定义基类和派生类
15.2.1 定义基类
我们首先完成 Quote 类的定义：
#include <string>class Quote {public:Quote() = default; // 默认构造函数Quote(const std::string &book, double sales_price):bookNo(book), price(sales_price) { }std::string isbn() { return bookNo; }virtual double net_price(std::size_t n) const{ return n * price; }virtual ~Quote() = default; // 对析构函数进行动态绑定private:std::string bookNo;protected:double price = 0.0;
};
对于上面的类定义，新增的概念是 net_price 和析构函数之前新增的 virtual 关键字，以及最后的 protected 访问说明符。
作为继承关系中根节点的类通常都会定义一个虚析构函数。
基类通常都应该定义一个虚析构函数，即使该函数不执行任何实际操作也是如此。
成员函数与继承
派生类可以继承其基类的成员，然而当遇到如 net_price 这样与类型相关的操作时，派生类必须对其重新定义。即，派生类需要对这些操作提供自己的新定义以覆盖从基类继承而来的旧定义。
C++ 中，基类必须将它的两种成员函数分开来：一种是基类希望其派生类进行覆盖的函数，另一种是积累希望派生类直接继承而不要改变的函数。对于前者，基类通常将其定义为虚函数（virtual）。当我们使用指针或引用调用虚函数时，该调用将被动态绑定。根据引用或指针所绑定的对象类型不同，该调用可能执行基类的版本，也可能执行派生类的版本。
基类通过在其成员函数的声明语句之前加上关键字 virtual，使得该函数执行动态绑定。任何构造函数之外的非静态函数都可以是虚函数。关键字 virtual 只能出现在类内部的声明语句之前，而不能用于类外部的函数定义。如果基类把一个函数声明成虚函数，则该函数在派生类中隐式地也是虚函数。
成员函数如果没被声明为虚函数，则其解析过程发生在编译时而非运行时。对于 isbn 成员来说这正是我们希望看到的结果。isbn 函数的执行与派生类的细节无关，不管作用于 Quote 对象还是 bulk_quote 对象，isbn 函数的行为都一样。
访问控制与继承
派生类可以继承定义在基类的成员，但派生类的成员函数不一定有权访问从基类继承而来的成员。
和其他使用基类的代码一样，派生类能访问公有成员，但不能访问私有成员。
在基类中还有这样的一类成员，它允许派生类访问而不允许其它用户访问，用**受保护的（protected）**访问运算符说明这样的成员。
15.2.2 定义派生类
派生类必须通过使用类派生列表来明确指出它是从哪个（哪些）基类继承来的（一个派生类可以同时继承多个基类，需要在类派生列表当中指出）。
类派生列表的格式如下：首先是一个冒号，随后紧跟以逗号分隔的基类列表，其中每个基类前面有三种访问说明符的一个：public、protected、private。
派生类必须将其继承而来的成员函数中需要覆盖的那些重新声明，因此，Bulk_quote 类必须包含一个 net_price 成员：
class Bulk_quote: public Quote {public:Bulk_quote() = default;Bulk_quote(const std::string&, double, std::size_t, double);;double net_price(std::size_t) const override;// 👆 覆盖基类的函数版本以实现基于大量购买的折扣政策private:std::size_t min_qty = 0;double discount = 0.0;
};
Bulk_quote 类从它的基类 Quote 继承了 isbn 函数和 bookNo、price 等数据成员（直接继承而不需要 override 的成员不需要在类定义当中重复定义）。此外，它还定义了 net_price 的新版本，同时新增了两个成员 min_qty 和 discount。
派生列表（即：class Bulk_quote: public Quote中冒号后面的部分）中访问说明符的作用是控制派生类从基类继承而来的成员是否对派生类的用户可见。
如果一个派生是公有的，则基类的公有成员也是派生类接口的组成部分。此外，我们可以将公有派生类型的对象绑定到基类的引用或指针上。因为我们在派生列表中使用了 public，所以 Bulk_quote 的接口隐式地包含 isbn 函数，同时在任何需要 Quote 的引用或指针的地方可以使用 Bulk_quote 的对象。
大多数类只继承自一个类，这种形式的继承称作“单继承”。
派生类中的虚函数
派生类经常（但不总是）覆盖它继承的虚函数。如果没有覆盖基类中的基函数，则该虚函数的行为类似于其它普通成员，派生类直接继承基类的版本。
C++ 11 允许派生类显式地注明它使用某个成员函数覆盖了它继承的虚函数。方法是在函数参数列表或 const 后加上关键字 override。
派生类对象及派生类向基类的类型转换
一个派生类对象包含多个组成部分：一个含有派生类自己定义的（非静态）成员的子对象，以及一个与派生类继承的基类对应的子对象（如果有多个继承的基类，那么这样的子对象也将会有多个）。
因此，一个 Bulk_quote 对象包含四个数据元素：从 Quote 继承来的 bookNo 和 price 数据成员，以及 Bulk_quote 自己定义的 min_qty 和 discount：
其逻辑模型类似于下图：
因为在派生类对象中含有与基类对应的组成部分，所以我们可以把派生类的对象当成基类对象来使用。并且，我们可以将基类的指针或引用绑定到派生类对象中的基类部分上：
Quote item; // 基类对象
Bulk_quote bulk; // 派生类对象
Quote *p = &item; // p 指向 Quote 对象
p = &bulk; // p 指向 Bulk_quote 对象当中的 Quote 部分
Quote &r = bulk; // r 绑定到 bulk 的 Quote 部分
上述转换常被称为派生类到基类的（derived-to-base）类型转换。编译器会隐式地执行派生类到基类的转换。
派生类构造函数
尽管在派生类对象中含有从基类继承而来的成员，但派生类不能直接初始化这些成员。和其它创建了基类对象的代码一样，派生类也必须使用基类的构造函数来初始化基类部分。
每个类控制它自己的成员初始化过程。
类似于初始化成员的过程，派生类构造函数同样通过构造函数的初始化列表将实参传递给基类的构造函数：
Bulk_quote(const std::string& book, double p, std::size_t qty, double disc):Quote(book, p), min_qty(qty), discount(disc) { }
派生类使用基类的成员
派生类可以访问基类的公有成员（public）和受保护成员（protected）。
继承与静态成员
如果基类定义了一个静态成员，则在整个继承体系中只存在该成员的唯一定义。不论从基类中派生出多少个派生类，对于每个静态成员来说都只存在唯一的实例。
派生类的声明
派生类的声明与派生类的定义是不同的概念。针对声明，派生类的声明与其他类的声明差别不大，声明中包含类名但是不包含它的派生列表。派生列表在定义中给出：
class Bulk_quote; // 正确👌
class Bulk_quote: public Quote; // 错误❌: 声明中不要给出派生列表
被用作基类的类
如果我们希望将某个类用作基类，则该类必须是已经经过定义的，而非仅仅声明：
class Quote; // 声明但未定义
class Bulk_quote: public Quote; // 错误❌: Quote 未定义
这一规定的原因也是显而易见的，派生类中包含并且可以使用它从基类继承而来的成员。为了使用这些成员，派生类需要知道它们是什么。由此隐含的一层意思是，类不能派生它自身。
一个类可以同时是基类也是派生类，由此产生了直接继承和间接继承的关系。
防止继承的发生
C++ 11 标准提供了一种防止继承发生的方式，即在类名后添加关键字 final：
class NoDerived final { /* ... ... ... */ }; // NoDerived 不能作为基类
15.2.3 类型转换与继承
正如前面我们已经看到过的，可以将基类的指针或引用绑定到派生类对象上。原因在于，派生类在逻辑上可以看作是基类组成部分 + 派生类新添加部分的组合。基类的指针或引用在指向派生类或与派生类绑定时，实际上是指向或绑定到派生类当中的基类部分上。
可以将基类的指针或引用绑定到派生类对象上有一层极为重要的含义：当使用基类的引用（或指针）时，实际上我们并不清楚引用（或指针）所绑定对象的真实类型。该对象可能是基类的对象，也可能是派生类的对象（动态绑定）。
和内置指针一样，智能指针也支持派生类向基类的类型转换，这意味着可以将一个派生类对象的指针存储在一个基类的智能指针内。
静态类型与动态类型
当我们使用存在继承关系的类型时，必须将一个变量或其它表达式的静态类型与该表达式表示对象的动态类型区分开来。
表达式的静态类型在编译时总是已知的，它是变量声明时的类型或表达式生成的类型；动态类型则是变量或表达式表示的内存中的对象的类型。动态类型直到运行时才知道。
如果表达式既不是引用也不是指针，则它的动态类型永远与静态类型一致。
不存在从基类向派生类的隐式类型转换… …
之所以存在派生类向基类的类型转换是因为每个派生类对象都包含一个基类的部分。派生类向基类的类型转换将直接返回派生类当中包含的基类部分。
然而，由于基类不包含派生类额外新增的部分，因此不存在基类向派生类的隐式类型转换。
… … 在对象之间不存在类型转换
**派生类向基类的自动类型转换只对指针或引用类型有效。**在派生类类型和基类类型之间不存在这样的转换。
