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Effective C++：条款39：明智而审慎地使用private继承

2024-07-11 02:29:36   225人阅读

（一）

（1）private继承意味着“根据某物实现出”，只有实现部分被继承，接口部分应略去；

（2）它只在软件“实现”层面上有意义，在软件“设计”层面上没有意义。

（3）private继承而来的基类成员都会在派生类中成为private属性，纵使它们在base class中原本是protected或public属性；

（4）如果类之间是private继承关系，编译器不会自动将一个派生类对象转换为基类对象。

（5）D类以私有形式继承B类，意味着，D对象根据B对象实现而得，再没有其他意涵了。


（二）

private继承和复合都是“根据某物实现出”，在设计时应尽量使用复合，少使用private继承。原因有：

（1）private继承能够重新定义基类中的虚函数（即使不能调用），很多情况下是应该阻止的；而复合很容易控制成员的访问权限。

（2）复合能够使编译依赖性降低。

但是，在所谓的“空白基类最优化”（EBO）情况下可能会需要private继承：对于一个不包含任何成员变量和成员函数的空类对象成员，如果以复合方式调用，会占用一些内存（C++规定凡是独立（非附属）对象都必须有非零大小，注意它不适用于派生类中的基类成分这一情况），而在采用继承的情况下不会占用内存。这种情况很少见，绝大多数情况下还是应当遵循“宁可使用复合，不使用private继承“的原则。

class Empty { };

class HoldsAnInt {
private:
	int x;
	Empty e;
};
sizeof(HoldsAnInt) > sizeof(int)。在大多数编译器中，sizeof(Empty)的大小是1。因为面对“大小为零的独立对象”，通常c++官方勒令默默安插一个char到空对象内。然而齐位需求（alignment）可能造成编译器为类似HoldsAnInt这样的class加上一些衬垫（padding），所以有可能HoldsAnInt对象不只多一个char大小，实际上放大到多一个int。

独立（非附属）这个约束不适用于derived class对象内的base class成分，因为它们并非独立。如果你继承Empty，而不是内含一个那种类型的对象：
class HoldsAnInt: private Empty{ 
private: 
    int x; 
};
几乎可以确定sizeof（HoldsAnInt) == sizeof（int）。

所以以这种形式的话就可以节省内存。

（三）
假设已有计时器Timer类：
class Timer {
public:
    explicit Timer(int tickFrenquency);
    virtual void onTick() const;
    ...
};
假设一个新类Widget想要使用onTick()的功能，可以采用继承的手法：由于public继承是is-a关系，但是他们之间却不存在这种关系！并且也不应当让客户看到该函数导致误用接口，因此不应当使用公有继承。合适的方法有两种：
（1）采用私有继承。
（2）采用public继承和复合的方法：
class Timer {
public:
    explicit Timer(int tickFrenquency);
    virtual void onTick() const;
    ...
};
class Widget{
private:
    class WidgetTimer : public Timer{
    public:
        virtual void onTick() const;
        ...
    };
    WidgetTimer timer;
    ...
};
它同时使用了public继承和复合，并引入一个新类WidgetTimer，这样可以
（1）防止Widget的derived class重新定义Timer里的虚函数，既Widget的derived class将无法取用WidgetTimer，因此无法继承它或重新定义它的virtual函数；
（2）使编译依赖性降低至最小。见条款31.


 请记住:
（1）Private继承意味着is-implementd-in-terms-of(根据某物实现出)。它通常比复合(composition)的级别低。当derived class需要访问protected base class的成员，或需要重新定义继承而来的virtual函数时候，这么设计是合理的。
（2）和复合(compoistion)不同，private继承可以造成empty base最优化。这对置于"对象尺寸最小化"的程序库开发者而言，可能很重要。


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