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如果大家熟悉java的話應該知道java中有一種類不能被繼承,那就是final類.這種類有很多用處,尤其是在大的項目中控制類的繼承層次.
使子類數量不至於爆炸.在使用了多繼承的類層次中這也是防止出現菱形繼承層次結構的一個好辦法. 要實現一個不能被繼承的類有很多方法.
如何使類不能被繼承呢?主要的思路就是使子類不能構造父類的部分,這樣子類就沒有辦法實例化整個子類.這樣就限制了子類的繼承. 所以我們可以將父類的構造函數聲明成為私有的,但是這樣父類不就不能實例化了嗎?可以添加一個靜態幫助函數來進行構造.
雖然這樣很簡陋.但是這的確是一種解決方法.
可是如果只有這個方法能夠解決,那麼C++實在是太不靈活了.而且這也不值得寫一片文章出來!有沒有辦法解決上面的方法中的那些問題呢?
當然有!我們可以利用友員不能被繼承的特性!
首先假設已經有一個類CXX.這是某一個類層次的分支,我們現在要從CXX繼承一個Final子類CParent來,也就是CParent不能夠被繼承.
我們可以充分利用友員不能被繼承的特點,也就是說讓CParent是某一個類的友員和子類,CParent可以構造,但是CParent的子類CChild確不能繼承那個友員特性,所以不能被構造.所以我們引入一個CFinalClassMixin.
我們對這個類的功能是這麼期望的:
任何類從它繼承都不能被實例化
同時這個類本身我們也不希望它被實例化.
如何實現這個類那?很簡單!那就是實現一個構造函數和析構函數都是private的類就行了.同時在這類裡面將我們的CParent聲明為友員.
代碼如下:
class CFinalClassMixin
{
friend class CParent;
private:
CFinalClassMixin(){}
~CFinalClassMixin(){}
};
>//我們的CParent代碼應該如下:
class CParent:publicCXXX
{
public:
CParent(){}
~CParent(){}
};
它是從CXXX擴展的一個類(注,此時它還是能夠被繼承).現在我們需要它不能被繼承.那麼只要將代碼改成
class CParent:public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
~>CParent(){}
};
就行了.現在從CParent繼承一個子類試試
class CChild:public CParent{};
編譯一下代碼試試,發現:竟然沒有作用!!
靠,這是為什麼!
現在再回想一下我們這麼操作的原因,也就是這個方案的原理,那就是讓父類可以訪問Mixin類的構造函數,但是子類不能訪問.
現在看看我們的代碼,發現父類是CFinalClassMixin類的友員,可以訪問它的構造函數.因為友員不能繼承,所以CChild不能訪問CFinalClassMixin的構造函數.所以應該不能被實例化.
CChild的確不能訪問CFinalClassMixin的構造函數,但是它卻不必調用它!我想這就是問題的原因所在.CChild是通過CParent來構造CFinalClassMixin的,所以這個友員對他並沒有什麼用處!
現在問題找到了.要解決很簡單.只要讓CChild必須調用CFinalClassMixin的構造函數就行了,怎麼才能達到目的呢?
還記得虛繼承嗎?虛繼承的一個特征就是虛基類的構造函數由最終子類負責構造!所以將CParent從CFinalClassMixin繼承改成從CFinalClassMixin虛繼承就可以了.代碼如下:
class CParent:virtual public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
CParent(){}
};
現在試試,行了.
但是可能有些人會對多繼承心有余悸!但是我們這裡並沒有必要這麼擔心!為什麼?因為我們的CFinalClassMixin類是純的!pure!
也就是說它根本沒有成員變量!那麼我們就根本不用擔心多繼承帶來的最大問題.菱形繼承產生的數據冗余.以及二義性.
現在還有個不足!那就是我們不能每次使用這個CFinalClassMixin類就在裡面加上對某個類的友員聲明啊!這多麻煩啊!
雖然不是什麼大問題,但是我覺的還是要解決,因為我充分信任C++!
解決的方法也很簡單!那就是使用模板!具體描述就省略了,給出代碼大家一看就知道了
下面是我得測試程序的完整代碼(其中的CFinalClassmixin已經改成模板)
// finaltest.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include
using namespace std;
template
class CFinalClassMixin
{
friend T;
private:
CFinalClassMixin(){}
~CFinalClassMixin(){}
};
class CXXX
{
public:
CXXX(){cout << "I am CXXX" << endl;}
~CXXX(){}
};
class CParent:virtual public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
~CParent(){}
};
class CChild:public CParent{};
int main(int argc, char* argv[])
{
CParent a; // 可以構造
//CChild b; //不能構造
return 0;
}
現在只要對不想被繼承的類加入一個CFinalClassMixin混合類做父類就行了.
通過限制構造函數,我們就達到了限制繼承的目的.但是這對有些還是個例外,比如全是靜態函數的類.這些類本身就不需要構造. 所以我們對它沒有辦法.但是在大多數情況下,一個全是靜態函數的類多少暗示了程序本身的設計可能是需要斟酌的.
其實這只是Mixin類(混合類)使用的一個小小例子.還有很多其他的用處,比如UnCopiale等等.就不多說了. 我想說明的是大家可能對多繼承比較反感.但是過分否定也是得不償失的.現在對多繼承到底應不應該使用還處在爭論階段.
我覺得一個方法是否使用得當,關鍵還是在於使用的人.
2002.05.27
Lythm
