Item 32：确保 public 继承是 "is a" 的关系

public 继承意味着 "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。

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？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！

总结

• public 继承意味着 "is-a"。
• 适用于 base classes 的每一件事也适用于 derived classes，因为每一个 derived class 对象都是一个 base class 对象。