在C++中用私有函数覆盖公共虚函数

Question

有没有任何理由使得重写的C++虚函数的权限与基类不同？这样做是否存在任何危险？

例如：

class base {
    public:
        virtual int foo(double) = 0;
}

class child : public base {
    private:
        virtual int foo(double);
}

C++ faq表示这是个坏主意，但没有说明原因。

我在一些代码中看到过这种用法，我认为作者试图使类成为最终类(final)，基于这样的一个假设：不可能重载(private)成员函数。然而，这篇文章展示了一个重载(private)函数的例子。当然，C++ FAQ中的另一部分建议避免这样做。

我的具体问题是：

1. 使用派生类和基类中不同的权限来定义虚方法是否存在技术问题？

2. 这么做是否存在合理的原因？

- Ben Martin

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我们是在重新发明“保护”的概念吗？ - Filip Ekberg

Answer 1

你会惊讶地发现，如果你有一个子类，你不能调用foo方法，但是你可以将其转换为基类，然后调用foo方法。

child *c = new child();
c->foo; // compile error (can't access private member)
static_cast<base *>(c)->foo(); // this is fine, but still calls the implementation in child

我认为你可能可以构造一个例子，在这个例子中你不想要一个函数被暴露，除非你将其视为基类的一个实例。但是，这种情况出现的事实表明，在某个地方存在着糟糕的OO设计，应该进行重构。

- Josh

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Qt做到了这一点，把我带到了这里 :) 谢谢。 - mlvljr

@mlvljr：作为一件天文事件，我非常棒！ 翻译：但作为一件天文事件，我还是相当棒的！ - Eclipse

Answer 2

问题在于基类方法是声明其接口的方式。本质上，它在说：“这些是您可以对此类对象执行的操作。”

当在派生类中将基类声明为公共私有时，您正在拿走某些东西。现在，即使派生对象“是一个”基类对象，您也无法对派生类对象执行应该能够对基类对象执行的操作，从而违反里氏替换原则。

这会在程序中引起“技术”问题吗？也许不会。但是这可能意味着您的类的对象不会像用户所期望的那样表现。

如果您发现自己处于这种情况（除了另一个答案中提到的弃用方法的情况之外），那么很可能您具有继承模型，其中继承并不真正地模拟“是-一个”（例如Scott Myers的示例Square继承自Rectangle，但您无法像对矩形一样单独更改正方形的宽度）。您可能需要重新考虑您的类关系。

- JohnMcG

Answer 3

没有技术问题，但最终会出现这样一种情况：公开可用的函数将取决于您是否具有基础或派生指针。

在我看来，这将是奇怪和混乱的。

- Andrew

Answer 4

如果您正在使用私有继承，这将非常有用——也就是说，您想要重用基类的（定制的）功能，但不想重用其接口。

- Nemanja Trifunovic

Answer 5

可以这样做，但很少会带来好处。例如，在我们的代码库中，我们使用了一个包含公共函数的库，但现在不鼓励使用该函数，因为存在其他潜在问题（有更安全的方法调用）。我们还恰好有一个从该类派生的类，许多代码直接使用它。因此，我们在派生类中将给定函数设为私有，以帮助大家记住尽量不要使用它。这并没有消除使用它的能力，但当代码尝试编译时，它会捕获一些用法，而不是在代码审查后期才发现。

- cjhuitt

Answer 6

1. 如果你所说的技术问题是指存在隐藏的运行时成本，那么这里并不存在技术问题。
2. 如果你是公开继承基类，那么不应该这样做。如果你是通过保护或私有方式继承，那么这可以帮助防止使用那些没有基类指针就没有意义的方法。

- MSN

Answer 7

一个很好的私有继承使用案例是Listener/Observer事件接口。

私有对象的示例代码：

class AnimatableListener {
  public:
    virtual void Animate(float delta_time);
};

class BouncyBall : public AnimatableListener {
  public:
    void TossUp() {}
  private:
    void Animate(float delta_time) override { }
};

一些对象的用户需要父级功能，而另一些则需要子级功能：

class AnimationList {
   public:
     void AnimateAll() {
       for (auto & animatable : animatables) {
         // Uses the parent functionality.
         animatable->Animate();
       }
     }
   private:
     vector<AnimatableListener*> animatables;
};

class Seal {
  public:
    void Dance() {
      // Uses unique functionality.
      ball->TossUp();
    }
  private:
    BouncyBall* ball;
};

这样AnimationList就可以持有对父级的引用并使用父级功能。而Seal则持有对子级的引用并使用独特的子级功能，忽略了父级的功能。在这个例子中，Seal不应该调用Animate。如上所述，可以通过将对象转换为基本对象来调用Animate，但这更加困难，通常不应该这样做。

- hubatish

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监听器/观察者接口，接收回调。 - dashesy