C++：派生类和基类实现单个接口？

Question

在C++中，是否可以让基类和派生类实现一个单一接口呢？

例如：

class Interface
{
    public:
        virtual void BaseFunction() = 0;
        virtual void DerivedFunction() = 0;
};

class Base
{
    public:
        virtual void BaseFunction(){}
};

class Derived : public Base, public Interface
{
    public: 
        void DerivedFunction(){}
};

void main()
{
    Derived derived;
}

这个失败是因为Derived无法实例化。就编译器而言，Interface::BaseFunction从未被定义。

到目前为止，我找到的唯一解决方案是在Derived中声明一个传递函数。

class Derived : public Base, public Interface
{
    public: 
        void DerivedFunction(){}
        void BaseFunction(){ Base::BaseFunction(); }
};

有没有更好的解决方案？

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编辑：如果有影响，这里是我在使用MFC对话框时遇到的实际问题。

我有一个对话框类（假设是MyDialog），它派生自CDialog。由于依赖性问题，我需要创建一个抽象接口（MyDialogInterface）。使用MyDialogInterface的类需要使用特定于MyDialog的方法，但还需要调用CDialog :: SetParent。我刚刚通过创建MyDialog :: SetParent并使其传递到CDialog :: SetParent来解决了这个问题，但想知道是否有更好的方法。

- Joe

Answer 1

C++没有意识到从基类继承的函数已经实现了BaseFunction：在从Interface派生的类中必须显式实现该函数。更改如下：

class Interface
{
    public:
        virtual void BaseFunction() = 0;
        virtual void DerivedFunction() = 0;
};

class Base : public Interface
{
    public:
        virtual void BaseFunction(){}
};

class Derived : public Base
{
    public: 
        virtual void DerivedFunction(){}
};

int main()
{
    Derived derived;
}

如果您希望只实现其中一个接口，可以将Interface拆分为两个接口：

class DerivedInterface
{
    public:
        virtual void DerivedFunction() = 0;
};

class BaseInterface
{
    public:
        virtual void BaseFunction() = 0;
};

class Base : public BaseInterface
{
    public:
        virtual void BaseFunction(){}
};

class Derived : public DerivedInterface
{
    public: 
        virtual void DerivedFunction(){}
};  

class Both : public DerivedInterface, public Base {
    public: 
        virtual void DerivedFunction(){}
};

int main()
{
    Derived derived;
    Base base;
    Both both;
}

注意：main函数必须返回int类型。
注意：在派生类中，即使不是强制要求，也最好在继承自基类的虚函数前添加virtual关键字。

- litb

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2个问题：

• 现在无法单独实例化Base。
• 其他从Base派生的类现在必须实现DerivedFunction。 class OtherDerived : public Base { public: void OtherDerivedFunction(){} };

- Joe

在您的原始示例中，无论如何都无法实例化Base。第二个问题也是您原始示例的问题。 - Torlack

我喜欢你的回答，但我认为透传函数实际上是最简单的。你的Both类定义了自己的实现，而我想要一种使用Base和Derived中的实现的方法。我意识到我可能正在像傻瓜一样设计我的类。 :) - Joe

对于第二个位，我认为你的意思是“class Derived : public Base, public DerivedInterface”。 - Joe

@JohannesSchaub-litb: "保持虚拟是一个好的实践": 现在我们有C++11定义的override，应该更新这个。 - jpo38

Answer 2

看起来Derived“是一个”Base并不完全正确，这表明包含可能比继承更好。

此外，您的Derived成员函数也应该声明为虚拟的。

class Contained
{
    public:
        void containedFunction() {}
};

class Derived
{
    public:
        virtual void derivedFunction() {}
        virtual void containedFunction() {return contained.containedFunction();}
    private:
        Containted contained;
};

如果您想隐藏实现细节，可以将包含的成员设置为引用或智能指针。

- JohnMcG

Answer 3

问题在于你的示例中有两个Interface的实现，一个来自Base，另一个来自Derived。这是C++语言的设计。正如已经指出的那样，只需在Derived的定义中删除Interface基类即可。

- Torlack

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嗯，不对...再检查一下代码。Base没有继承Interface。（Interface有一个未在Base中实现的DerviceFunction） - James Curran

Answer 4

我同意litb的答案。然而，在这里有一个机会去理解虚函数和多重继承是如何工作的。

当一个类有多个基类时，它会为每个基类拥有单独的虚函数表。 Derived 将拥有一个如下所示的虚函数表结构：

Derived
 vtable: Interface
   BaseFunction*
   DerivedFunction*
 vtable: Base
   BaseFunction*

此外，每个基类只能看到自己的虚函数表。当实例化“Base”时，它会填充虚函数表中的“Base::BaseFunction”指针，但无法看到“Interface”的虚函数表。

如果您提供的代码可以编译，则“Derived”的实例的虚函数表结构如下：

Derived
 vtable: Interface
   BaseFunction* = 0
   DerivedFunction* = Derived::DerivedFunction
 vtable: Base
   BaseFunction* = Base::BaseFunction

- Kennet Belenky

Answer 5

我发现litb的回答中有一件事情是不足的。如果我有一个Derived实例，我可以得到一个DerivedInterface和一个BaseInterface。但是如果我只有一个DerivedInterface，我无法得到一个BaseInterface，因为从BaseInterface派生DerivedInterface是行不通的。

但是，这整个时间我一直限制自己只进行编译时检查，出于某种原因。这个DerivedInterface非常好用：

class DerivedInterface
{
    public:
        virtual void DerivedFunction() = 0;
        BaseInterface* GetBaseInterface()
            {return dynamic_cast<BaseInterface*>(this);}
};

void main()
{
    Derived derived;

    DerivedInterface* derivedInterface = &derived;
    derivedInterface->GetBaseInterface()->BaseFunction();
}

在派生类中不需要传递函数，每个人都很开心。当然，它不再严格是一个接口，但没关系。为什么我之前没有想到呢？:)

- Joe

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这没有问题。你只需要创建一个从DerivedInterface和BaseInterface派生的类，然后你就拥有了与你原来问题中的“Interface”类完全相同的接口。 - Johannes Schaub - litb

无论如何，永远不要像那样使用dynamic_cast :) dynamic_cast应该是最后的手段，用来解决通过设计正确接口无法完成的问题。在您的情况下，只需按照我在上面评论中所说的做Interface，然后您就可以执行BaseInterface* baseInterface = &derived;并调用两者 :) - Johannes Schaub - litb

是的，那会给我相同的接口，但不同的实现方式，这就是重点。我有一个基类和派生类的实现，需要一个单一的接口来使用它们。听起来这已经是最接近的解决方案了。 - Joe

等一下，我是在指你关于“both”类的那个，它定义了自己的实现。嗯嗯。 - Joe