C ++子类访问修饰符？

Posted 2023-02-25

【中文标题】C ++子类访问修饰符？

【英文标题】：C++ subclassing access modifier?

【发布时间】：2011-06-13 16:49:59

【问题描述】：

我是 C++ 新手，对 C/C#/Objective-C 等 OO 语言有多年经验。现在，我正在学习 C++。

我看到了这个 C++ 代码：

    class World : public State
    
    ;

似乎World 类公开继承了State 类。 公共子类化？很难理解。

这个功能的概念是什么？ 这在什么时候有用或需要？

【问题讨论】：

您的意思是写class World: private State 吗？在您实际编写的内容中，继承是公开的。

你的意思是class World: private State？

@Steve, @detunized 我很抱歉我犯了愚蠢的错误。我修改了问题。

public 继承是“正常”继承，例如在 C# 中（仅命名您知道的一种语言），问题出在哪里？我发现更难理解private 继承。

@Eonil：嗯，好吧。 :) 顺便说一下，你可以省略继承访问修饰符，但是对于类，它默认为private，这在 99% 的情况下是无用的（对于structs，默认为public).

【参考方案1】：

public 关键字的需要只是对于使用关键字class 定义的类，默认访问修饰符（对于所有内容 - 数据成员、成员函数和基类）是 private。所以

class World : State ;

等同于：

class World : private State ;

这可能不是您想要的 - 这意味着基类只能在类 World 中访问。外人“根本不知道”遗产的存在。

对于使用关键字struct 定义的类，默认的访问修饰符是public，所以你可以写：

struct World : State ;

并获得一些外观和行为都与其他所有具有继承的语言相似的东西。但是struct 关键字，以及它定义了一个类的事实，实际上只是为了与 C 兼容。你不会发现很多 C++ 风格指南推荐使用它只是为了获得默认的公共可访问性——通常是仅用于 POD 类，或者可能仅用于根本没有成员函数的类。

至于为什么 C++ 首先具有私有继承：对于大多数用途而言，私有继承是一种组合形式。正常构图：

class World 
    State state;
  public:
    void foo() 
        state.bar();
        state.baz();
        and so on
    
;

也就是说，World 类知道它是使用 State 实现的，而外界不知道 World 是如何实现的。

对比

class World : private State 
  public:
    void foo() 
        bar();
        baz();
        and so on
    
;

也就是说，World 类知道它是通过作为一个 State 来实现的，而外界不知道它是如何实现的。但是您可以选择性地公开部分状态接口，例如将using State::bar; 放在 World 定义的公共部分中。效果就像您在 World 中费力地编写了一个函数（或多个重载），每个函数都委托给 State 上的相同函数。

除了避免打字之外，私有继承的一个常见用途是当类State 为空时，即没有数据成员。然后，如果它是World 的成员，它必须占用一些空间（诚然，根据对象布局，这可能是空间，否则只是填充，所以它不一定会增加World 的大小），但如果它是一个基类，然后一个称为“空基类优化”的东西开始起作用，它可以是零大小。如果您要创建 很多 个对象，这可能很重要。私有继承启用优化，但外部世界不会推断“is-a”关系，因为它看不到继承。

这是一个非常好的区别 - 如果有疑问，只需使用显式组合即可。引入继承来节省类型非常好，直到它产生一些意想不到的后果。

【讨论】：

谢谢。接受，因为最后一段:)

【参考方案2】：

万一

class World: private State

;

私有继承意味着State 的所有public 和protected 成员都将被World 继承并变为private。这将State 密封在World 内。从World 继承的任何类都不能访问State 的任何功能。

【参考方案3】：

是什么让您认为它是私人的？它在那里说 public ，这意味着它是公开的子类化。

除此之外，私有继承和受保护继承的作用与公共继承相同，只是所有成员变量都是函数，至少具有私有或受保护的可访问性。例如，如果State 有一个公共成员函数 'foo()'，它在 'World' 中将是私有的。

这在实践中很少使用，但它确实有目的。我见过的最常见的用法是通过继承进行组合。即，您想要“具有”关系而不是“是”（通常通过公共继承获得）。通过私有继承类，您可以获得它的所有变量和方法，但不会将它们暴露给外界。

使用私有继承进行组合的一个优势来自空基类优化 (EBCO)。使用普通组合，拥有一个空类的成员对象仍将使用至少 1 个字节，因为所有变量都必须具有唯一的地址。如果您私下继承您想要组成的对象，那么这不适用并且您不会遭受内存损失。

例如

class Empty  ;

class Foo

    int foo;
    Empty e;
;

class Bar : private Empty

    int foo;
;

这里，sizeof(Foo) 可能是 5，但 sizeof(Bar) 将是 4，因为基类为空。

【讨论】：

“与公共继承相同，除了...”。区别不止于此。此外，例如，外人不能将 World* 静态转换为 State*。

"sizeof(Foo) 可能是 5" - 或者更糟糕的是 8，如果 int 在您的实现中是 4 对齐的。

【参考方案4】：

祖先类名称前的 public/protected/private 关键字表示来自祖先的成员所需的可见性。使用私有继承，后代只从祖先那里继承实现，而不是接口。

class A 
public:
  void foo();
;

class B : private A 
public:
  void bar();
;

void B::bar()

  foo();  // can access foo()


B b;
b.foo(); // forbidden
b.bar(); // allowed

一般来说，您应该使用公共继承，因为继承不应仅用于实现重用（私有继承就是这样做的）。