练习2：使用保护继承设计学生信息类¶

任务描述¶

设计人员类 People 和学生类 Student。Student 使用保护继承继承 People，并通过自身的公有成员函数对外提供姓名和学号的设置、读取与输出功能。

相关知识¶

保护继承¶

保护继承的语法如下：

class Student : protected People {
    // ...
};

在保护继承中，People 的 public 和 protected 成员在 Student 中均以 protected 身份存在。它们可被 Student 的成员函数访问，但不能由类外代码通过 Student 对象直接访问。

Student student;
// student.setName("张大民");  // 错误：People 的公有接口因保护继承而不可在类外访问

通过派生类包装基类接口¶

若希望对外开放部分基类功能，可在派生类中提供公有包装函数：

class Student : protected People {
public:
    void setStudentName(const std::string& name) {
        People::setName(name);
    }
};

这样，Student 控制了哪些基类功能可被外部使用。

多文件组织¶

本题将 People 和 Student 分别声明在 People.h、Student.h 中；相应成员函数实现在各自的 .cpp 文件中。Student.h 需要包含 People.h。

编程要求¶

使用 C++11 标准编写程序。
在 People.h 中声明 People 类。姓名为私有成员 std::string name，并提供：

void setName(const std::string& name);
const std::string& getName() const;
void printName() const;

在 Student.h 中使用 protected 方式继承 People。学号为私有成员 int sid。
Student 应提供下列公有成员函数：

void setSid(int sid);
int getSid() const;
void printSid() const;
void setStudentName(const std::string& name);
const std::string& getStudentName() const;
void printStudentName() const;

姓名相关的三个 Student 成员函数应分别调用保护继承得到的 People::setName、People::getName、People::printName。
在 test 中通过 Student 自己的设置器赋值，并使用 assert 验证访问器与输出内容。不得直接通过 Student 对象调用 People 的成员函数。

待完成代码¶

People.h¶

#ifndef PEOPLE_H
#define PEOPLE_H

#include <string>

// TODO：声明 People 类

#endif

Student.h¶

#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H

#include "People.h"

// TODO：使用 protected 继承声明 Student 类

#endif

People.cpp¶

#include "People.h"

#include <iostream>

// TODO：定义 People 的成员函数

Student.cpp¶

#include "Student.h"

#include <iostream>

// TODO：定义 Student 的成员函数

main.cpp¶

#include "Student.h"

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <sstream>

void test() {
    Student student;
    student.setSid(1);
    student.setStudentName("张大民");

    assert(student.getSid() == 1);
    assert(student.getStudentName() == "张大民");

    std::ostringstream output;
    std::streambuf* oldBuffer = std::cout.rdbuf(output.rdbuf());
    student.printSid();
    student.printStudentName();
    std::cout.rdbuf(oldBuffer);

    assert(output.str() == "学号：1\n姓名：张大民\n");
}

int main() {
    test();
    std::cout << "本关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明¶

测试通过 Student 的包装函数设置姓名，预期输出为：

学号：1
姓名：张大民

可使用以下命令编译：

g++ -std=c++11 People.cpp Student.cpp main.cpp -o protected_inheritance

开始你的任务吧，祝你成功！