如何防止基类的受保护成员仍然在子类的第二级被访问？

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何防止基类的受保护成员仍然在子类的第二级被访问？

【英文标题】：How do you prevent protected members of the base class from still being accessed in the second level of the subclass?

【发布时间】：2019-07-19 09:54:25

【问题描述】：

一个例子来说明我的问题：

class Base

protected:
    int x 0 ;
;

class DerivedClass1 : public Base

;

class DerivedClass2 : public DerivedClass1

public:
    int getX() const
    
        return x;
    
;

int main()

    DerivedClass2 d2;
    int x d2.getX() ;
    return 0;

我可以在DerivedClass2 类中访问Base 的受保护成员，尽管Base 的受保护成员只能在DerivedClass1 中更改。通过将Base 中的变量继承到DerivedClass1，应形成一个类，DerivedClass2 不得对其进行操作。在 C# 中，这可以通过 private protected 关键字来实现，但是在 C++ 中如何处理呢？

【问题讨论】：

受保护的数据几乎总是一个坏主意。简单地说，不要使用它。

感谢您的快速回复 - 嗯好的。

FWIW，C# private protected 访问级别也不是你想要的。

【参考方案1】：

受保护的后果是什么？

protected 的理念就是允许所有派生类访问这些成员。

虽然这是一个非常灵活的语言功能，但它在封装中造成了严重的弱点，这鼓励打破Liskov Substitution Principle（更准确地说是历史约束，因为派生类可以更改基础对象的状态而无需经过基类原语）。

如何避免它的弊端？

如果您想要更强大的封装和限制访问，您需要转到private。这确保了只能使用公共接口访问基类的内部状态。 （请注意，虽然它确保了历史约束，但它本身并不能保证 LSP）。结果是没有派生类可以访问。不是第一次推导，也不是后来。

你需要私人保护吗？

你想要的是一种介于两者之间的：弱封装，但不能太弱。这在 C++ 中不存在。而且我不确定它会加强你的设计。

但如果您在特殊情况下需要此限制，则可能有一种变通方法，使用名称查找：

class DerivedClass1 : public Base

private:
    using Base::x; 
// In DerivedClass1 you can still use x.
;

// But it will fail to compile in Derived2

Online demo

但我个人不建议这样做。这很容易出错（您可能会忘记在一个同级派生中的using）。编译器错误消息可能具有误导性。无论如何，私人会产生更强大的设计。

【参考方案2】：

您可以将数据成员声明为 private 并使用 friend-declarations 明确指定哪些类可以访问它：

class Base

    friend class DerivedClass1;
private:
    int x = 0;
;

class DerivedClass1 : public Base

    void test() 
        cout << x;  // OK: DerivedClass1 is a friend of Base
    
;

class DerivedClass2 : public DerivedClass1

public:
    int getX() const
    
        return x;  // ERROR: x is a private member
    
;

【讨论】：

是的，谢谢。当然，这将是一个折中的解决方案。

确实，这也是一种可能的解决方法。它的主要缺点是它强制Base 和Derived 之间存在强耦合，特别是Base 需要了解其所有潜在的一阶导数。不是真的OCP-friendly ;-)

【参考方案3】：

继承一个“私有”基础：

class DerivedClass1 : private Base


;

编辑：通过 DerivedClass1 中的公共或受保护成员公开 Base 中的公共或受保护成员。然后，DerivedClass1 可以完全控制继承自 DerivedClass1 的类可以访问和不可以访问的 Base 成员。

这是否是一个好的解决方案取决于 Base 的复杂性。

【讨论】：

这当然是一个解决方案，但这仅在base 类没有公共成员时才有效。谢谢:)

真；这些成员需要通过 DerivedClass1 中的公共或受保护方法公开。