《Effective C++：改善程序与设计的55个具体做法》阅读笔记 6——继承与面向对象设计

条款32:确定你的public继承塑模出is-a关系

参考：链接

使用public继承时，要确保子类和父类是is-a关系。is-a关系：子类是一种父类。
函数形参类型为父类指针或引用，那么可以给函数传入子类指针或引用。（此结论只对public继承有效，private继承需要看条款39，作者没有说protected继承的时是否有效）

is-a关系被破坏的情况——父类中有子类不应该有的属性或方法。如果Penguin（企鹅）继承自Bird（鸟），但是Bird中有fly方法。解决方法：

（1）方法一：在Penguin的fly()方法里面抛出异常，一旦调用了p.fly()，那么就会在运行时捕捉到这个异常。这个方法不怎么好，因为它要在运行时才发现问题。
（2）方法二：去掉Bird的fly()方法，在中间加上一层FlyingBird类（有fly()方法）与NotFlyingBird类（没有fly()方法），然后让企鹅继承与NotFlyingBird类。这个方法也不好，因为会使注意力分散，继承的层次加深也会使代码难懂和难以维护。
（3）方法三：保留所有Bird一定会有的共性（比如生蛋和孵化），去掉Bird的fly()方法，只在其他可以飞的鸟的子类里面单独写这个方法。这是一种比较好的选择，因为根本没有定义fly()方法，所以Penguin对象调用fly()会在编译期报错。

条款33:避免遮掩继承而来的名称（避免在子类中重载函数，或定义和父类相同的成员变量）

参考：链接

子类中避免出现和父类同名的成员变量；子类中避免重载父类的成员函数，重写倒是没有问题。因为会出现下面那些麻烦的事情。

成员变量被遮掩：

#include<iostream>

//成员变量被遮掩
class Base
{
public:
    int x;
    Base(int _x):x(_x){}

    void show(){
        std::cout<< x << std::endl;
    }
};

class Derived: public Base
{
public:
    int x;
    Derived(int _x):Base(_x),x(_x + 1){}
};

int main()
{
    Derived d(3);
    std::cout<< d.x << std::endl; //输出4
    d.show(); //输出3
}

对于std::cout<< d.x << std::endl;，因为定义的是子类的对象，所以会优先查找子类独有的作用域，这里已经找到了x，所以不会再查找父类的作用域，因此输出的是4，如果子类里没有另行声明x成员变量，那么才会去查找父类的作用域。
对于d.show();，由于show的存在与父类的作用域里，所以使用的是父类作用域中的x。

子类中可以通过int GetBaseX() {return Base::x;}访问父类的x。

成员函数被遮掩

class Base
{
public:
    void CommonFunction(){cout << "Base::CommonFunction()" << endl;}
    void virtual VirtualFunction(){cout << "Base::VirturalFunction()" << endl;}
    void virtual VirtualFunction(int x){cout << "Base::VirtualFunction() With Parms" << endl;}
    void virtual PureVirtualFunction() = 0;
};

class Derived: public Base
{
public:
    void CommonFunction(){cout << "Derived::CommonFunction()" << endl;}
    void virtual VirtualFunction(){cout << "Derived::VirturalFunction()" << endl;}
    void virtual PureVirtualFunction(){cout << "Derived::PureVirtualFunction()" << endl;}
};

int main()
{
    Derived d;
    d.VirtualFunction(3); // ?
    return 0;
}

上述程序会编译出错，理由如下：编译器先查找子类独有的域，一旦发现了完全相同的函数名（VirtualFunction），它就已经不再往父类中找了！在核查函数参数时，发现了子类的VirtualFunction没有带整型形参，所以直接报编译错了。

结论：子类重载（函数名相同但形参不一样）父类的成员函数，会将父类所有同名的函数都隐藏掉。（不管有没有virtual关键字，结论都成立）

访问父类里面的方法：

子类中使用using Base::VirtualFunction;，告诉编译器，把父类Base的VirtualFunction函数也纳入第一批查找范围里面。
子类中重写父类函数：void virtual VirtualFunction(int x){Base::VirtualFunction(x)}; // 隐含inline

条款34:区分接口继承和实现继承（假定讨论的成员函数都是public的）

参考：链接

接口、实现和声明、定义是相关的，总结：

纯虚函数只继承接口；
虚函数既继承接口，也提供了一份默认实现；
普通函数既继承接口，也强制继承实现。

纯虚函数、虚函数和普通函数：

纯虚函数有一个“等于0”的声明，具体实现一般放在派生中（但基类也可以有具体实现）。所在的类（称之为虚基类）是不能定义对象的，派生类中仍然也可以不实现这个纯虚函数，交由派生类的派生类实现，总之直到有一个派生类将之实现，才可以由这个派生类定义出它的对象。
“基类中有纯虚函数的具体实现”的目的：告诉子类此函数必须实现（与虚函数不同），并且提供了此函数的默认实现（子类中可以通过类似BaseClass::PureVirtualFunction();的方式调用此函数的默认实现）。
虚函数则必须有实现，否则会报链接错误。虚函数可以在基类和多个派生类中提供不同的版本，利用多态性质，在程序运行时动态决定执行哪一个版本的虚函数（机制是编译器生成的虚表）。virtual关键字在基类中必须显式指明，在派生类中不必指明，即使不写，也会被编译器认可为virtual函数，virtual函数存在的类可以定义实例对象。
普通函数所代表的意义是不变性凌驾与特异性，所以它绝不该在派生类中被重新定义。当需要重写时，使用虚函数或者纯虚函数。当需要重载时，条款33告诉我们——子类中避免重载父类的成员函数。

书上提倡尽量用纯虚函数去替代虚函数（避免子类忘记实现自己的成员函数），因为虚函数提供了一个默认的实现，如果派生类的想要的行为与这个虚函数不一致，而又恰好忘记去覆盖虚函数，就会出现问题。但纯虚函数不会，因为它从语法上限定派生类必须要去实现它，否则将无法定义派生类的对象。

下面是三类成员函数的应用：

class BaseClass
{
public:
    void virtual PureVirtualFunction() = 0; // 纯虚函数
    void virtual ImpureVirtualFunction(); // 虚函数
    void CommonFunciton(); // 普通函数
};
void BaseClass::PureVirtualFunction()
{
    cout << "Base PureVirtualFunction" << endl;
}
void BaseClass::ImpureVirtualFunction()
{
    cout << "Base ImpureVirtualFunciton" << endl;
}

class DerivedClass1: public BaseClass
{
    void PureVirtualFunction()
    {
        cout << "DerivedClass1 PureVirturalFunction Called" << endl;
    }
};

class DerivedClass2: public BaseClass
{
    void PureVirtualFunction()
    {
        cout << "DerivedClass2 PureVirturalFunction Called" << endl;
    }
};

int main()
{
    BaseClass *b1 = new DerivedClass1();
    BaseClass *b2 = new DerivedClass2();
    b1->PureVirtualFunction(); // 调用的是DerivedClass1版本的PureVirtualFunction
    b2->PureVirtualFunction(); // 调用的是DerivedClass2版本析PureVirtualFunction
    b1->BaseClass::PureVirtualFunction(); // 当然也可以调用BaseClass版本的PureVirtualFucntion
    return 0;
}

条款35:考虑virtual函数以外的其他选择

参考：链接

virtual函数以外的其他选择：

将虚函数DoA放入private，然后在public中的函数A调用DoA。这样向外提供的接口就不是一个虚函数。NVI（Non-Virutal Interface）的一个流派主张所有的虚函数都是private的，将父类与子类都会使用的前置方法与后置方法单独作一个non-virtual的函数
【注】这里是将虚函数都置成了private的，但编译器生成的虚表指针则不是private的，否则会因private成员变量根本不被继承而无法实现多态。NVI的方式也不是绝对的，比如虚析构函数，它必须是public的，才能确保它的子类，以及子类的子类们能够顺利释放资源。
定义一个函数指针作为成员变量，这样就可以给父类和派生类的对象指定不同的函数。可以使用tr1 : : function来构建函数指针，tr1 : : function构建的函数指针可以指向函数、函数对象、std::tr1::bind构造的函数。
定义另一个类A的指针作为成员变量，然后将类A的对象传入父类B，将类A的派生类对象传入给B的子类。

posted @ 2022-11-11 20:00 好人~ 阅读(23) 评论(0) 编辑收藏举报

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条款32:确定你的public继承塑模出is-a关系

条款33:避免遮掩继承而来的名称（避免在子类中重载函数，或定义和父类相同的成员变量）

成员变量被遮掩：

成员函数被遮掩

条款34:区分接口继承和实现继承（假定讨论的成员函数都是public的）

条款35:考虑virtual函数以外的其他选择

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