对象、类、继承和消息传递是面向对象的4个核心概念。其中对象是封装（44）的整体。

C++最重要的性能之一是代码重用。但是，为了具有可进化性，我们应当能够做比复制代码更多的工作。在C的方法中，这个问题未能得到很好的解决。而用C++，可以用类的方法解决，通过创建新类重用代码，而不是从头创建它们。这样，就可以使用其他人已经创建并调试过的类。创建一个新类作为一个已存在类的类型，采取这个已存在类的形式，对它增加代码，但不修改它。这个有趣的活动被称为继承，其中大量的工作由编译器完成。继承是面向对象程序设计的基石。

继承的一般形式如下：

访问权限是访问控制说明符，它可以是public、private或protected。派生类与基类是有一定联系的，基类描述一个事物的一般特征，而派生类有比基类更丰富的属性和行为。如果需要，派生类可以从多个基类继承，也就是多重继承。通过继承，派生类自动得到了除基类私有成员以外的其他所有数据成员和成员函数，在派生类中可以直接访问，从而实现了代码的复用。派生类对象生成时，要调用构造函数进行初始化。编译器的调用过程是先调用基类的构造函数，对派生类中的基类数据进行初始化，然后再调用派生类自己的构造函数，对派生类的数据进行初始化工作。当然，在派生类中也可以更改基类的数据，只要它有访问权限。每个派生类只需要编写与基类行为不同或扩展的方面。

例如：A是基类，B是A的派生类，那么B将继承A的数据和函数。代码如下：

这个简单的示例程序也说明了：C++的"继承"特性可以大大提高程序的可复用性。

消息

消息传递是对象间通信的手段，一个对象通过向另一个对象发送消息来请求其服务，一个消息通常包括接收对象名、调用的操作名和适当的参数。消息只告诉接收对象需要完成什么操作，但并不指示接收者怎样完成操作。

封装

面向对象系统中的封装单位是对象，对象之间只能通过接口进行信息交流，外部不能对对象中的数据随意地进行访问，这就造成了对象内部数据结构的不可访问性，也使得数据被隐藏在对象中。封装的优点体现在以下三个方面。

（1）好的封装能减少耦合。

（2）类内部的实现可以自由改变。

（3）一个类有更清楚的接口。

消息传递

消息是内存空间中一段长度可变的缓冲区，其长度和内容均由用户定义。从操作系统的角度来看，所有的消息都是单纯的字节流，既没有确切的格式，也没有特定的含义。对消息内容的解释是由应用来完成的，应用根据自定义的消息格式，将消息解释成特定的含义，如某种类型的数据、数据块的指针或空。

消息传递指的是任务与任务之间通过发送和接收消息来交换信息。

消息机制由操作系统来维护，包括定义寻址方式、认证协议、消息的数量等。一般提供两个基本的操作：send操作，用来发送一条消息；receive操作，用来接收一条消息。如果两个任务想要利用消息机制来进行通信，它们首先要在两者之间建立一个通信链路，然后就可以使用send和receive操作来发送和接受消息。

任务之间的通信方式可以分为直接通信和间接通信两种。

（1）直接通信。在直接通信方式下，通信双方必须明确知道与之通信的对象。采用类似下面的通信原语：

.send（P，message）：发送一条消息给任务P；

.receive（Q，message）：从任务Q那里接收一条消息。如果没有收到消息，可以阻塞起来等待消息的到来，也可以立即返回。

在通信双方之间存在一条通信链路，该链路具有如下特征：

.通信链路是自动建立的，由操作系统来维护；

.每条链路只涉及一对相互通信的任务，每对任务之间仅存在一条链路；

.通信链路可以是单向或双向的。

（2）间接通信。在间接通信方式下，通信双方不需要指出消息的来源或去向，而是通过共享的邮箱（mailbox）来发送和接收消息，每个邮箱都有一个唯一的标识。采用类似下面的通信原语：

.send（A，message）：发送一条消息给邮箱A；

.receive（A，message）：从邮箱A接收一条消息。

间接通信的特点：

.对于一对任务，只有当它们共享一个公共邮箱时才能进行通信；

.一个邮箱可以被多个任务访问，每对任务也可以使用多个邮箱来通信；

.通信可以是单向或双向的。

邮箱只能存放单条消息，它提供了一种低开销的消息传递机制，其状态只有两种：空或满。另外一种间接通信机制是消息队列。它与邮箱是类似的，但可以同时存放若干条消息，提供了一种任务间缓冲通信的方法。如下图所示，发送消息的任务将消息放入队列，而接收消息的任务则将消息从队列中取出。

消息队列示意图

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