友好性和访问级别的继承

Question

友好性和访问级别的继承

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我有一个测验问题：

#include <iostream>
using namespace std;

struct A
{
    void ohai() { cout  << "ohai" << endl; }
};

struct C : private A {
    friend int main();
};

struct X : C {};
struct Y : private C {};

int main() {    
    C().ohai()  // OK
    X().ohai(); // OK
    Y().ohai(); // Not OK
}

问题在于C类私有继承A类，因此，在C类中，即使是公共成员，在C类中也变为了私有成员。 C类还声明了与主函数的友好关系（这是可以的，现在“main”函数可以调用C类的私有方法）。然后有X和Y两个类，都从C类派生而来。 X类公开地从C类派生，Y类私有地从C类派生。

在“main”函数中，我创建了一个C类实例并调用了从A类继承而来的“ohai”方法，这很正常，因为主函数是C类的友元。然后我创建了一个X类实例并调用了“ohai”方法-这出乎意料地奏效了！但是当我创建一个Y类实例时，这就不起作用了！

我知道继承是不可继承的。因此，这不是友好关系继承，允许“main”在类X的对象上调用“ohai”方法。类Y的问题证实了这一点，因为只需将继承类型更改为私有即可停止此操作。

我想知道为什么可以在X对象上调用“ohai”。继承不能提升函数的级别（从私有到公共），因此，如果X从C继承，即使是公开继承，所有C中的私有方法也应该在X中保持私有。并且由于友好关系不可继承，“main”方法也不应该能够调用X的私有方法。 Y类私有继承C类，这使得C类的所有成员在X中都是私有的，但是“ohai”方法已经在C类中是私有的（因为C类私有继承A类），因此这不应该改变任何东西，但是与X相比，它却以某种方式发生了变化。

请帮助我理解这个问题。最好的问候 YotKay

- YotKay

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Yan Zhou · Accepted Answer

我不完全确定我的答案是否正确。如果我错了，请纠正我。

我认为这里发生的是，当你调用 X().ohai() 时，在 X 中的 this 指针会被隐式转换为其基类 C，后者授予了 main 友元权限。更确切地说，当编译器在 X 中查找 ohai 时，它既没有在 X 中找到，也没有在直接基类 C 中找到，而是在 A 中找到。友元和其他访问控制机制不会干扰编译器查找成员函数的位置，其影响出现在找到成员之后。一旦编译器在 A 中找到 ohai，就需要将一个 X * 指针（即 this）转换为 A *。（到这个点上，我很确定我是正确的）。X 是从 C 公开继承的，因此它可以将其转换为 C *。由于 C 给了 main 友好权限，所以它可以继续将其转换为 A *。因此，它能够调用 ohai。（最后一部分不是很精确，但更易于理解）。

例如，尝试以下内容：

int main()
{
    X x;
    Y y;
    static_cast<A *>(&x);
    static_cast<A *>(&y);
}

第一个转换没有问题，而第二个转换在Clang中会给出以下错误：

test.cpp:24:22: error: cannot cast 'Y' to its private base class 'A'
    static_cast<A *>(&y);
                     ^
test.cpp:15:11: note: constrained by private inheritance here
class Y : private C
          ^~~~~~~~~

如果您删除friend声明，第一个转换也会失败，但原因不同。

“友谊不能被继承”是正确的，但实际上与此处发生的事情无关。

如果您删除友元声明，并尝试以下操作：

int main()
{
    X x;
    Y y;
    static_cast<A *>(&x);
    static_cast<C *>(&x);
}

第一个转换将因为访问控制而失败，而第二个转换将成功。

对于主函数的友元关系不仅授予了其访问的私有成员，还包括了它的私有基类。为此，请尝试以下内容并在有或没有友元声明的情况下进行

int main()
{
    C c;
    static_cast<A *>(&c);
}

最后，请尝试以下内容。

struct A {
    void ohai() { std::cout << "ohai" << std::endl; }
};

struct C : private A {
    using A::ohai;
};

struct X : C {
    void foo() { C::ohai(); } // static_cast<C *>(this)->ohai();
    void bar() { A::ohai(); } // static_cast<A *>(this)->ohai();
};

int main()
{
    X x;
    x.foo();
    x.bar();
    x.ohai();
}

函数foo将正常运行，但bar将失败。因为X可以转换为其直接基类C并调用在C中公开的ohai。但是它不能被转换为A并调用A中的ohai。