防止父类被子类继承
原理: 当子类继承父类时,子类会初始化父类的构造函数,我们只要禁止掉这个初始过程,就能实现子类在继承父类的时候编译出错;
方式: 将父类的构造函数和析构函数私有化 实现方式有二
其一
class Myclass
{
public:
static Myclass* Creat_obj()
{
return new Myclass();
}
static void Delete_obj(Myclass* _Myclass)
{
delete _Myclass;
}
//定义一个共有的静态函数,返回new出的对象 (堆区的对象)
private:
Myclass()
{}
~Myclass()
{}
//构造函数和析构函数被同时定义为私有,
};
class Child :public Myclass
{
public:
Child()
{}
~Child()
{}
};
但上面这种方法只能在堆区创建对象 ,使用类名.Creat_obj()
方法二 在将父类的构造函数和析构函数私有化的基础上
先看一个容易理解版本的
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class Base
{
friend T;//模板参数类型作为友元函数
private:
Base()
{}
~Base()
{}
};
//MyClass作为Base的友元,可以访问Base的私有成员
class MyClass:virtual public Base<MyClass>
{
public:
MyClass()
{}
~MyClass()
{}
};
//TestClass继承于Base类
//由于是虚拟继承,派生类会访问基类的构造函数和析构函数
//但是由于基类的构造函数是私有所以无法访问
class TestClass: public MyClass
{
public:
TestClass()
{}//这里会报错
~TestClass()
{}//这里会报错
};
int main()
{
MyClass *p = new MyClass;
MyClass fc;
TestClass tc;//报错
return 0;
}
Myclass 继承Base基类的同时,也将自己的类名传入的Base 中,并作为Base的友元类,
Myclass 友元类能访问Base基类的任何成员
对于Myclass 而言可以创建栈对象和堆对象,是因为其初始化父类构造函数时可以使用到 父类的构造函数。
对于Test 而言,由于Test 不是Base的友元函数,不能访问到Base基类的构造函数,自然报错
若要使用到基类Base的功能,只能像Myclass那样 把自己的类名传入基类中,成为基类的友员类。
现在来看一个复杂一点点的版本
template< typename TDerive, typename TProvider > //传入两个模板参数
class CFobidDeriveProviderBase
{
friend TDerive;
friend TProvider; //模板参数作友元
private:
CFobidDeriveProviderBase(){}
~CFobidDeriveProviderBase(){}
};
/*
* 提供禁止派生的功能,需要此功能的类可以从CFobidDeriveProvider派生,并将类名作为模板参数传递
*/
template< typename TDerive >
class CFobidDeriveProvider : virtual public CFobidDeriveProviderBase< TDerive, CFobidDeriveProvider<TDerive>>
{
public:
CFobidDeriveProvider(){}
~CFobidDeriveProvider(){}
};
/*
* 测试类,该类不可被继承
*/
class CNoDerive : public CFobidDeriveProvider< CNoDerive >
{
public:
CNoDerive(){}
~CNoDerive(){}
void Alert()
{
AtlMessageBox( NULL, _T("Alert") );
}
};
若有类从CNoDerive派生:
class CSomeDerive : public CNoDerive
{
public:
CSomeDerive(){}
~CSomeDerive(){}
};
CFobidDeriveProvider 类 继承 CFobidDeriveProviderBase的同时 传入了自己的类名和一个其他类名,
这个其他类名是留给其他也想成为Base友元类(使用Base类功能的类)使用的 也就是上文的 CNoDerive 类。
正如 上文的 需要此功能的类(Base)可以从CFobidDeriveProvider派生,并将类名作为模板参数传递。
完成上面那步,CFobidDeriveProvider 和扩展类 CNoDerive 就成为了CFobidDeriveProviderBase 的友元函数了。
再谈使用虚继承的目的,原因就是基类 CFobidDeriveProviderBase 可能被多个其他类所继承,虚继承可以共享内存,避免内存开销
同时当我们使用虚拟继承构造一个类的时候,这样就会使得一个类可以在堆上建立对象也可以在栈上建立对象,这样也避免了方法一中出现的无法在栈上建立对象了。可以使用栈空间的原因就是我们可以使用到父类的析构函数了
引用知识
另外如何保证只能在堆上new一个新的类对象呢?只需把析构函数定义为私有成员。
原因是C++是一个静态绑定的语言。在编译过程中,所有的非虚函数调用都必须分析完成。即使是虚函数,也需检查可访问性。因些,当在栈上生成对象时,对象会自动析构,也就说析构函数必须可以访问。而堆上生成对象,由于析构时机由程序员控制,所以不一定需要析构函数。保证了不能在栈上生成对象后,需要证明能在堆上生成它。
构造函数私有化的类的设计可以保证只能用new命令在堆中来生成对象,只能动态的去创建对象,这样可以自由的控制对象的生命周期。但是,这样的类需要提供创建和撤销
的公共接口。
另外重载delete,new为私有可以达到要求对象创建于栈上的目的,用placement new也可以创建在栈上。
例如
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test()
{
cout << "调用了构造函数"<<endl;
}
private:
~Test() {}
};
int main()
{
// Test b; 创建栈空间变量会报错
Test *bb = new Test(); //创建堆空间则不会报错
}
附言
这里使用到了模板参数作为友元的方法,请参阅我的 模板参数作友元
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