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            C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題

            Posted on 2007-05-31 13:18 chemz 閱讀(15017) 評(píng)論(10)  編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi): C++
                                             C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題
                在C++中繼承主要有三種關(guān)系:public、protected和private。這三種繼承關(guān)系中public
            繼承是最為常用的一種繼承關(guān)系,代表了接口繼承含義,而他們分別具體代表了什么含義呢?
            1. public
               從語(yǔ)義角度上來(lái)說(shuō),public繼承是一種接口繼承,根據(jù)面向?qū)ο笾械年P(guān)系而言就是,子類(lèi)
               可以代替父類(lèi)完成父類(lèi)接口所聲明的行為,也就是必須符合“Liskov替換原則(LSP)”,
               此時(shí)子類(lèi)可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為父類(lèi)的接口,完成接口轉(zhuǎn)換。
               從語(yǔ)法角度上來(lái)說(shuō),public繼承會(huì)保留父類(lèi)中成員(包括函數(shù)和變量等)的可見(jiàn)性不變,
               也就是說(shuō),如果父類(lèi)中的某個(gè)函數(shù)是public的,那么在被子類(lèi)繼承后仍然是public的。
               
            2. protected
               從語(yǔ)義角度上來(lái)說(shuō),protected繼承是一種實(shí)現(xiàn)繼承,根據(jù)面向?qū)ο笾械年P(guān)系而言就是,
               子類(lèi)不能代替父類(lèi)完成父類(lèi)接口所聲明的行為,也就是不符合“Liskov替換原則(LSP)”,
               此時(shí)子類(lèi)不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為父類(lèi)的接口,就算通過(guò)類(lèi)型轉(zhuǎn)換(static_cast和dynamic_cast)
               也會(huì)得到一個(gè)空指針。
               從語(yǔ)法角度上來(lái)說(shuō),protected繼承會(huì)將父類(lèi)中的public可見(jiàn)性的成員修改成為protected
               可見(jiàn)性,相當(dāng)于在子類(lèi)中引入了protected成員,這樣一來(lái)在子類(lèi)中同樣還是可以調(diào)用父
               類(lèi)的protected和public成員,子類(lèi)的子類(lèi)就也可以調(diào)用被protected繼承的父類(lèi)的protected
               和public成員。
               例如:
                   class CSample1 {
                   protected:
                       void printProtected() {}
                   public:
                       void printPublic() {}
                   };
                   class CSample2 : protected CSample1 {
                  
                   };
                   class CSample3 : public CSample2 {
                       void print3() {
                           printProtected();
                           printPublic();
                       }
                   };
            3. private
               從語(yǔ)義角度上來(lái)說(shuō),private繼承是一種實(shí)現(xiàn)繼承,根據(jù)面向?qū)ο笾械年P(guān)系而言就是,
               子類(lèi)不能代替父類(lèi)完成父類(lèi)接口所聲明的行為,也就是不符合“Liskov替換原則(LSP)”,
               此時(shí)子類(lèi)不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為父類(lèi)的接口,就算通過(guò)類(lèi)型轉(zhuǎn)換(static_cast和dynamic_cast)
               也會(huì)得到一個(gè)空指針。
               從語(yǔ)法角度上來(lái)說(shuō),private繼承會(huì)將父類(lèi)中的public和protected可見(jiàn)性的成員修改成為
               private可見(jiàn)性,這樣一來(lái)雖然子類(lèi)中同樣還是可以調(diào)用父類(lèi)的protected和public成員,
               但是在子類(lèi)的子類(lèi)就不可以再調(diào)用被private繼承的父類(lèi)的成員了。
                   class CSample1 {
                   protected:
                       void printProtected() {}
                   public:
                       void printPublic() {}
                   };
                   class CSample2 : private CSample1 {
                  
                   };
                   class CSample3 : public CSample2 {
                       void print3() {
                           printProtected(); // 編譯錯(cuò)誤,不可以調(diào)用該函數(shù)
                           printPublic();    // 編譯錯(cuò)誤,不可以調(diào)用該函數(shù)
                       }
                   };
             
                在面向?qū)ο蟮睦碚撝杏袃煞N概念:接口、實(shí)現(xiàn),所以就出現(xiàn)了所謂的接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼
            承兩種關(guān)系。而protected和private就是實(shí)現(xiàn)繼承中所要用到的,其實(shí)protected和private
            兩者則約束繼承時(shí)并沒(méi)有形成兩種不同的繼承類(lèi)別,而僅僅只是為了方便C++類(lèi)方法的傳遞
            調(diào)用而設(shè)計(jì)的,其實(shí)在java這樣面向?qū)ο笠蟾鼮閲?yán)格的語(yǔ)言當(dāng)中,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)繼承,他必須
            通過(guò)委托方式來(lái)完成這一概念,如果熟悉java就會(huì)明白,如果一個(gè)對(duì)象要使用另外一個(gè)對(duì)象
            的接口功能,而自身又不能夠充當(dāng)該對(duì)象所扮演的角色時(shí),就會(huì)通過(guò)委托來(lái)完成,這樣一來(lái)
            就必須在對(duì)象中包含一個(gè)委托對(duì)象,通過(guò)對(duì)象調(diào)用語(yǔ)法來(lái)完成功能;在C++中就可以通過(guò)
            protected和private繼承來(lái)完成java中的委托關(guān)系(當(dāng)然C++也可以形成對(duì)象委托關(guān)系),
            那么這種情況下protected繼承就容許委托可以傳遞(也就是被多級(jí)子類(lèi)調(diào)用),而private
            繼承是不容許委托被傳遞的。

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            2007-05-31 14:16 by walkspeed
            透徹。
            要是能繼續(xù)討論下protected和private繼承類(lèi)的子類(lèi)被約束了的訪問(wèn)所代表的意義就更妙啦。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-05-31 14:57 by chemz
            樓上的提的非常好。
            在面向?qū)ο蟮睦碚撝杏袃煞N概念:接口、實(shí)現(xiàn),所以就出現(xiàn)了所謂的接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承兩種關(guān)系。而protected和private就是實(shí)現(xiàn)繼承中所要用到的,其實(shí)protected和private兩者則約束繼承時(shí)并沒(méi)有形成兩種不同的繼承類(lèi)別,而僅僅只是為了方便C++類(lèi)方法的傳遞調(diào)用而設(shè)計(jì)的,其實(shí)在java這樣面向?qū)ο笠蟾鼮閲?yán)格的語(yǔ)言當(dāng)中,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)繼承,他必須通過(guò)委托方式來(lái)完成這一概念,如果熟悉java就會(huì)明白,如果一個(gè)對(duì)象要使用另外一個(gè)對(duì)象的接口功能,而自身又不能夠充當(dāng)該對(duì)象所扮演的角色時(shí),就會(huì)通過(guò)委托來(lái)完成,這樣一來(lái)就必須在對(duì)象中包含一個(gè)委托對(duì)象,通過(guò)對(duì)象調(diào)用語(yǔ)法來(lái)完成功能;在C++中就可以通過(guò)protected和private繼承來(lái)完成java中的委托關(guān)系(當(dāng)然C++也可以形成對(duì)象委托關(guān)系),那么這種情況下protected繼承就容許委托可以傳遞(也就是被多級(jí)子類(lèi)調(diào)用),而private繼承是不容許委托被傳遞的。
            區(qū)別就這些。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-05-31 15:33 by walkspeed
            在面向?qū)ο蟮睦碚撝杏袃煞N概念:接口、實(shí)現(xiàn),所以就出現(xiàn)了所謂的接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承兩種關(guān)系。而protected和private就是實(shí)現(xiàn)繼承中所要用到的,其實(shí)protected和private兩者則約束繼承時(shí)并沒(méi)有形成兩種不同的繼承類(lèi)別,而僅僅只是為了方便C++類(lèi)方法的傳遞調(diào)用而設(shè)計(jì)的。

            這段話(huà)比較好。理解了接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承,對(duì)于C++很重要。
            接口繼承表明,繼承類(lèi)與父類(lèi)有了一樣的接口。
            而實(shí)現(xiàn)繼承,繼承類(lèi)和父類(lèi)有不同的接口。

            在C++中并沒(méi)有將接口和實(shí)現(xiàn)那么明確的分離。所以大家很容易以為C++類(lèi)中public部分的行為就是接口,其實(shí)對(duì)于面向?qū)ο蟮母拍顏?lái)說(shuō),C++類(lèi)中public部分的行為并不是接口。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-06-04 14:16 by 看圖軟件
            這是面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-06-07 10:25 by jazz
            還有一種繼承 virtual public繼承,這個(gè)我一直不是很很明白.比如
            class Usable;

            class Usable_lock {
            friend class Usable;
            private:
            Usable_lock() {}
            Usable_lock(const Usable_lock&) {}
            };

            class Usable : public virtual Usable_lock {
            // ...
            public:
            Usable();
            Usable(char*);
            // ...
            };

            Usable a;

            class DD : public Usable { };

            DD dd; // error: DD::DD() cannot access
            // Usable_lock::Usable_lock(): private member
            這是c++作者關(guān)于模擬fianl功能的例子。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-06-07 10:38 by chemz
            稍后我會(huì)寫(xiě)一篇關(guān)于虛繼承和虛基類(lèi)的文章,解釋你所提到的問(wèn)題。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-06-08 11:16 by jazz
            謝謝 正關(guān)注著。。。

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-10-11 17:13 by nothing
            public 是is a
            private 是 has a

            protected應(yīng)該算是什么呢?

            virtual是保持只有一個(gè)基類(lèi)實(shí)例

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2007-10-12 08:44 by chemz
            樓上提到:
            public 是is a
            private 是 has a

            這個(gè)提法是OO概念發(fā)展的初期的一種認(rèn)識(shí),有點(diǎn)過(guò)于一般化不能更精確的表達(dá)出OO中的實(shí)際思想;一般現(xiàn)在的OO理論中將這樣的概念稱(chēng)之為L(zhǎng)SP(Liskov Substitution Principle),意思就是從行為上而言子類(lèi)因該可以完全替換基類(lèi)完成基類(lèi)的行為職責(zé)。
            public關(guān)鍵字在C++中僅僅只是一個(gè)語(yǔ)法元素,并不能強(qiáng)制使得采用了public繼承的類(lèi)體系一定滿(mǎn)足LSP,其中還要看看子類(lèi)在實(shí)現(xiàn)基類(lèi)的接口行為時(shí)是否遵從了LSP原則,否則通過(guò)public繼承而來(lái)的子類(lèi)仍然不能稱(chēng)之為其滿(mǎn)足LSP,當(dāng)然此時(shí)可能能夠滿(mǎn)足is a關(guān)系。
            至于has a關(guān)系在OO中應(yīng)該理解為composite關(guān)系,也就是常說(shuō)的組合關(guān)系,在其他的OO語(yǔ)言中(如:Java)composite僅僅能夠通過(guò)包含關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn),在C++中則多了一種所謂的實(shí)現(xiàn)繼承private,這樣看來(lái)private僅僅只是一種特定語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)手段而已,代表的OO概念沒(méi)有區(qū)別。
            protected在繼承時(shí)又應(yīng)該是什么呢?其實(shí)如上面private具有相同的含義,僅僅只是為了方便C++類(lèi)方法的傳遞調(diào)用而設(shè)計(jì)的,也是一種composite關(guān)系而已。
            至于virtual繼承關(guān)系請(qǐng)參看 http://www.shnenglu.com/chemz/archive/2007/06/12/26135.html

            # re: C++類(lèi)繼承關(guān)系問(wèn)題  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2009-09-02 10:11 by erac
            其實(shí)個(gè)人認(rèn)為C++的protected、private的實(shí)現(xiàn)完全是為了設(shè)計(jì)模式方面的考慮,再加上基類(lèi)無(wú)法限制子類(lèi)的繼承關(guān)系而進(jìn)行的一種拓展。在Java中,final可以控制該類(lèi)不能被繼承,C++沒(méi)有這種方式,但是private繼承卻可以限制繼承類(lèi)的繼承類(lèi)的訪問(wèn)控制。鑒于C++出現(xiàn)早于Java,個(gè)人認(rèn)為C++標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)人員考慮的的確周到。不過(guò)個(gè)人覺(jué)得也沒(méi)有必要非要記得哪種繼承關(guān)系就是哪種什么接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承。
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