c++ - C++子类访问修饰符？

Question

我是 C++ 新手，在 C/C#/Objective-C 等 OO 语言方面有多年经验。现在，我正在学习 C++。

我看到了这个 C++ 代码：

    class World : public State
    {
    };

似乎类公开World继承了该类。State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？

Answer 1

对public关键字的需求只是对于使用关键字定义的类class，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 {};

是相同的：

class World : private State {};

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

对于用关键字定义的类struct，默认的访问修饰符是public，所以你可以这样写：

struct World : State {};

并得到一些看起来和行为有点像其他所有继承语言的东西。但是struct关键字，以及它定义一个类的事实，实际上只是为了与 C 兼容。你不会找到很多 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 - 通常它只用于是 POD 的类，或者可能仅适用于根本没有成员函数的类。

至于为什么 C++ 首先有私有继承：对于大多数用途来说，私有继承是一种组合形式。正常组成：

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

即 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 World 类知道它是通过作为State 来实现的，而外界不知道它是如何实现的。using State::bar;但是您可以通过例如放入World 定义的公共部分来选择性地公开部分 State 接口。效果就像您在 World 中费力地编写了一个函数（或几个重载），每个函数都委托给 State 上的相同函数。

但是，除了避免键入之外，私有继承的一种常见用途是当类State为空时，即没有数据成员。然后，如果它是它的成员，World则它必须占用一些空间（诚然，根据对象布局，这可能是否则只是填充的空间，因此它不一定会增加 的大小World），但如果它是基类，那么称为“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。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。

Answer 2

如果

class World: private State
{
};

私有继承意味着所有public和protected的成员State将被继承World并且将成为private。这封印State在里面World。任何继承自的类World都不能访问State.

Answer 3

是什么让你认为它是私人的？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()'，它将在 'World' 中是私有的。

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）。通过私有继承该类，您可以获得它的所有变量和方法，但您不会将它们暴露给外界。

使用私有继承进行组合的优势之一来自空基类优化 (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。如果你私下继承了你想要组成的对象，那么这不适用，你也不会遭受记忆损失。

例如

class Empty { };

class Foo
{
    int foo;
    Empty e;
};

class Bar : private Empty
{
    int foo;
};

在这里，sizeof(Foo)可能是 5，但sizeof(Bar)由于基类为空，所以会是 4。

Answer 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

通常，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）。