C++实现一个不能被继承的类

Posted 2023-03-09 Jason_Lee155

C++不同于Java，Java中被final关键字修饰的类不能被继承，C++能实现不被继承的类，但是需要自己实现。

为了使类不被继承，最好的办法是使子类不能构造父类的部分，此时子类就无法实例化整个子类。在C++中，子类的构造函数会自动调用父类的构造函数，子类的析构函数也会自动的调用父类的析构函数，所以只要把类的构造函数和析构函数都定义为private()函数，那么当一个类试图从他那儿继承时，必然会由于试图调用构造函数、析构函数而导致编译错误。此时该类即不能被继承。

但由此会造成一个问题，private的构造函数与析构函数无法得到该类的实例，此时可以通过定义静态类来创建和释放类的实例。

程序示例如下：

class FinalClass1

    public:
        static FinalClass1* GetInstance()
        
            return new FinalClass1;
        

        static void DeleteInstance(FinalClass1* pInstance)
        
            delete pInstance;
            pInstance = 0;
        

    private:
        FinalClass1()
        ~FinalClass1()
;

在上例中，FinalClass1这个类是不能被继承的，但是通过这个方法得到的实例都位于堆上，需要程序员手工释放。

考虑到这个局限性，改进设计如下一个类：

template <typename T> class MakeFinal

        friend T;
    private:
        MakeFinal()
        ~MakeFinal()
;

class FinalClass2 : virtual public MakeFinal<FinalClass2>

    public:
        FinalClass2()
        ~FinalClass2()
;

上例中的FinalClass2类使用起来与一般的类没有任何区别，既可以在栈上，也可以在堆上创建实例。而MakeFinal <FinalClass2>的构造函数和析构函数都是私有的，但由于类FinalClass2是它的友元函数，因此在FinalClass2中调用MakeFinal <FinalClass2>的构造函数和析构函数也不会造成编译错误。

对于FinalClass2类而言，继承一个类并创建它的实例时，他会出现编译错误。程序代码示例如下：

class Try : public FinalClass2

    public:
        Try()
        ~Try()
;

Try temp;

由于FinalClass2是从类MakeFinal <FinalClass2>虚继承过来的，在调用Try的构造函数时，会直接跳过FinalClass2，而直接调用MakeFinal <FinalClass2>的构造函数。但由于类Try不是MakeFinal<FinalClass2>的友元，因此不能调用其私有的构造函数。所以，试图从FinalClass2继承的类，一旦实例化，都会导致编译错误，因此FinalClass2不能被继承。

tips:
1. 友元关系是单向的: 如果B类是A类的友元，则B类的函数可以访问A类的私有和保护数据，但A类的成员函数却不能访问B类的私有、保护数据。（孙悟空钻进铁扇公主肚里。）
2. 友元关系不能传递：如果B类是A类的友元， C类是B类的友元，若没特别声明，则 C类和A类无友元关系 （朋友的朋友不见得是朋友！）
3. 友元关系不能继承：如果B类是A类的友元， B类的子类不会自动成为A类的友元类。（借来的东西不是遗产。）
4.友元关系不能继承，也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员