核心原則
Item 32 的金句：Public Inheritance means "is-a" (公有繼承意味着“是一個”).
它的嚴格定義是：
如果類 D (Derived) 公有繼承自類 B (Base)，那麼每一個類型為 D 的對象同時也是一個類型為 B 的對象。 任何需要 B 類型對象的地方（函數參數、指針等），如果你把 D 類型的對象傳進去，程序都必須表現正常。
這在軟件工程領域對應着著名的 里氏替換原則 (Liskov Substitution Principle, LSP)。
經典陷阱 1：企鵝與鳥 (The Bird-Penguin Problem)
這是最容易犯錯的邏輯陷阱：生活常識 vs. 編程語義。
直覺邏輯：
- 企鵝是鳥。
- 鳥會飛。
- 所以，企鵝應該繼承自鳥，並擁有“飛”的功能。
錯誤代碼：
class Bird {
public:
virtual void fly(); // 鳥會飛
};
class Penguin : public Bird {
// 繼承了 fly() 接口
};
void migrate(Bird& b) {
b.fly(); // 所有的鳥都能飛？
}
Penguin p;
migrate(p); // 邏輯錯誤：企鵝飛起來了！或者你在運行時報錯？問題分析： 在 C++ 中，公有繼承主張的是：所有對 Base 有效的事情，對 Derived 也必須有效。 如果 Bird 定義了 fly()，就是在向全世界承諾：“所有的鳥都會飛”。既然企鵝不會飛，那麼企鵝就不是（C++ 語義下的）鳥。
修正方案： 區分“行為”，而不是單純區分“物種”。
class Bird {
// Bird 的通用屬性
};
class FlyingBird : public Bird {
public:
virtual void fly();
};
class Penguin : public Bird {
// 企鵝是鳥，但不是 FlyingBird
};這樣，如果函數參數要求 FlyingBird，你傳 Penguin 進去，編譯器就會直接報錯（Compile-time error），這比運行時錯誤好得多。
經典陷阱 2：矩形與正方形 (The Rectangle-Square Problem)
這個例子更加隱蔽，經常出現在數學背景較強的程序員代碼中。
直覺邏輯： 幾何學上，正方形（Square）是一個特殊的矩形（Rectangle）。所以 Square 應該公有繼承自 Rectangle。
錯誤代碼：
class Rectangle {
public:
virtual void setHeight(int newH);
virtual void setWidth(int newW);
virtual int height() const;
virtual int width() const;
};
void makeBigger(Rectangle& r) {
int oldHeight = r.height();
// 這裏的邏輯對於矩形是完全正確的：
// 改變寬度不應該影響高度。
r.setWidth(r.width() + 10);
assert(r.height() == oldHeight); // 檢查高度是否未變
}
class Square : public Rectangle {
// 正方形的特性：寬必須等於高
// 所以我們需要重寫 setWidth 和 setHeight
// 無論改哪個，都要同時修改兩邊
};
Square s;
s.setWidth(10); // 假設此時 h=10, w=10
makeBigger(s); // 災難發生！災難分析：
makeBigger接收一個Rectangle引用。- 它調用
setWidth，心裏默認Rectangle的高度不會變（這是矩形的不變性 Invariant）。 - 但如果你傳進去的是
Square，Square::setWidth為了維持正方形的特性，被迫同時也修改了高度。 assert失敗，程序崩潰。
結論： 雖然在幾何學上正方形是矩形，但在 C++ 的公有繼承語義下，正方形並不是矩形。 因為矩形允許寬和高獨立變化，而正方形不允許。它們的行為契約不同。
如何判斷“Is-a”是否成立？
Scott Meyers 建議我們在設計繼承體系時，必須通過以下測試：
“Is-a” 關係必須滿足：Derived class 必須能無條件地替代 Base class，且不破壞程序的正確性。
如果在你的設計中：
- 代碼需要進行類型檢查 (Type Checking) 才能正常工作（例如
if (dynamic_cast<Penguin*>(&bird))），説明違反了 Item 32。 - 派生類屏蔽了基類的某些功能（比如把基類的
fly()在子類中定義為報錯或空操作），説明這不是一個完美的is-a關係。
怎麼判斷你是對的？（靈魂三問）
寫代碼的時候，當你想要讓 B 繼承 A 時，問自己三個問題：
- A 的所有函數，B 都能調用嗎？
- A 調用的結果是正常的，B 調用的結果也必須是正常的嗎？
- 有沒有任何一個場景，用 A 沒問題，換成 B 就出 Bug？
如果有任何一個答案是“不對勁”，那就千萬別用公有繼承。
其他關係 (如果不是 Is-a 怎麼辦？)
如果兩個類很像，但又不滿足完全的 is-a，你應該考慮：
- Has-a (有一個)： 組合 (Composition)。例如，正方形“有一個”矩形作為實現細節，或者正方形和矩形都繼承自一個更抽象的
Shape類。這對應 Item 38。 - Is-implemented-in-terms-of (根據...實現)： 私有繼承 (Private Inheritance)。這對應 Item 39。
總結
- Public 繼承 = Is-a (是一個)。
- 這不僅是分類學上的歸屬，更是行為上的承諾。
- 基類做出的所有承諾（接口行為、不變性），派生類都必須遵守。
- 如果發現派生類在某些行為上必須違背基類的邏輯，那麼請斷開繼承關係。
