每日一题(46) - 不能被继承的类

题目来自剑指Offer

题目：

使用C++设计一个不能被继承的类，

隐含要注意的问题：不能影响自己创建和销毁对象。

思路：

思路一：

思想：构造函数和析构函数为私有 + 新增俩方法

方法：把构造函数和析构函数设置为私有函数 + 新增俩方法创建对象和销毁对象

原因：

（1）把构造函数和析构函数设置为私有函数 ：防止子类调用构造函数函数和析构函数，防止继承

（2）新增俩方法创建对象和销毁对象：为了不影响自己创建和销毁对象，就通过静态方法创建和销毁对象。

代码：

class SealClass
{
public:
	static SealClass* GetInstance();
	static void DelInstance(SealClass* pS);
private:
	SealClass(){}
	~SealClass(){}
};

SealClass* SealClass::GetInstance()
{
	cout<<"Create an Instance"<<endl;
	return new SealClass();
}

void SealClass::DelInstance(SealClass* pS)
{
	delete pS;
	cout<<"Del an Instance"<<endl;
}

缺点：

会影响类SealClass对象的创建，该方法只能创建堆上的对象，不能创建栈上的对象。

测试代码：

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

class SealClass
{
public:
	static SealClass* GetInstance(int nData);
	static void DelInstance(SealClass* pS);
private:
	SealClass(){}
	SealClass(int nData);
	~SealClass(){}
private:
	int m_nData;
};

class Drived : public SealClass
{
public:
	Drived(){}
	~Drived(){}
};

SealClass* SealClass::GetInstance(int nData)
{
	cout<<"Create an Instance"<<endl;
	return new SealClass(nData);
}

void SealClass::DelInstance(SealClass* pS)
{
	delete pS;
	cout<<"Del an Instance"<<endl;
}

SealClass::SealClass(int nData)
{
	m_nData = nData;
}

int main()
{
	/*创建自己的对象*/
	SealClass* pS = SealClass::GetInstance(1);
	SealClass::DelInstance(pS);

	//SealClass s;//错误
	
	/*创建子类*/
	//Drived d;//错误
	//Drived* pD = new Drived;//错误
	system("pause");
	return 1;
}

写程序注意几个问题：

（1）静态成员：在类中有Static修饰，在类外没有Static修饰。

（2）静态成员是属于类级别的，调用时可以直接使用类::成员调用

（2）非静态成员是不能使用类::成员的方式调用的。

思路二：

思想：使用虚基类和友元类处理。

方法：虚基类 + 虚基类构造函数和析构函数私有化 + 不能派生类SealClass变成基类友元类

（1）另外设置一个基类Base

（2）把基类Base的构造函数和析构函数设置为私有。

（3）把要设置SealClass类变成基类的友元类

（4）SealClass类虚拟继承Base。

原因：

（1）把基类Base的构造函数和析构函数私有化：目的是为了防止让其他类从基类Base中派生，当然此时该类也不能定义对象。

（2）由于要设置SealClass类为基类Base的友元类：根据友元的性质，则该类可以自由访问基类Base中的成员，即可以该类可以不受限制的访问基类Base的构造函数和析构函数。

（3）基类的友员不能被派生类继承的：此时之后创建的Derive就不能使用父类的友元了

（4）为什么是虚继承？

主要原因：如果是虚继承的话，假设类Derive要从SealClass继承，由于是虚继承，该派生类Derive会直接调用虚基类Base的构造函数，而不会通过基类SealClass，此时就会报错。

虚继承的附带优点：如果有一个类也不想被继承，且也从Base继承，且该类与SealClass具有层次关系，如果不设计为虚继承，就会出现二义性。

注意

（1）一定要设置为虚继承：如果不是虚继承的话，类Derive的对象会调用父类的构造函数，而且父类SealClass可以调用Base的构造函数和析构函数，则此时是可以有类从SealClass继承的。

（2）在有虚继承的情况下，派生类先调用虚基类的构造函数，再调用非虚基类的构造函数。虚基类的子对象在整个初始化过程中只调用一次。

缺点

有些编译器对虚基类支持不好，不易扩展。

代码：

class Base
{
public:
	friend SealClass;
private:
	Base(){}
	~Base(){}
};

class SealClass : virtual public Base
{
public:
	SealClass(){}
	~SealClass(){}
};

测试代码：

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

class SealClass;

class Base
{
public:
	friend SealClass;
private:
	Base(){}
	~Base(){}
};

class SealClass : virtual public Base
{
public:
	SealClass(){}
	~SealClass(){}
};


//class Drived : public SealClass
//{
//public:
//	Drived(){}
//	~Drived(){}
//};

int main()
{
	/*创建自己的对象*/
	SealClass* pS = new SealClass;
	delete pS;
	SealClass s;//错误
	
	/*创建子类*/
	//Drived d;//错误
	//Drived* pD = new Drived;//错误
	system("pause");
	return 1;
}

使用模板类：

原因：只有想让某个类不能派生对象，就可以从该类继承。

template<typename T>
class Base
{
public:
	friend T;
private:
	Base(){}
	~Base(){}
};

class SealClass : virtual public Base<SealClass>
{
public:
	SealClass(){}
	~SealClass(){}
};