为什么这个派生类的定义是非法的？

Question

为什么派生类 Derived_from_Private 是非法的？ 我注意到成员函数中有一个对 Base 的引用，但为什么不能有对 Base 类的引用？

class Base {
public:
  void pub_mem(); // public member
protected:
  int prot_mem; // protected member
private:
  char priv_mem; // private member
};

struct Pub_Derv : public Base {
  // legal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

struct Priv_Derv : private Base {
  // legal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

struct Prot_Derv : protected Base {
  // legal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

struct Derived_from_Public : public Pub_Derv {
  // legal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

struct Derived_from_Private : public Priv_Derv {
  // illegal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

struct Derived_from_Protected : public Prot_Derv {
  // legal
  void memfcn(Base &b) { b = *this; }
};

- Jing

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你对保护关键字和私有关键字的理解是什么？在什么情况下使用它们？ - KeithSmith

使用私有继承时，没有到基类的隐式转换（必须使用强制转换）。 - M.M

Answer 1

表达式

b = *this;

需要调用从*this到类型为Base的左值的隐式转换，以调用隐式声明的Base::operator=(const Base&)。此转换通过路径Derived_from_Private -> Priv_Derv -> Base进行。由于Priv_Derv将Base作为私有基类，所以Derived_from_Private无法访问第二个链接。

- Brian Bi

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这与作业无关。只要我将Base作为参数传递，编译器就会给出错误提示。 - Jing

@JingleiRuan 啊，没错。xskxzr提供的答案是正确的。但你可以通过使用::Base来解决它。 - Brian Bi

Answer 2

Priv_Derv 继承自 Base，但是继承方式为私有。这意味着只有类本身知道它也是一个 Base，只有 Priv_Derv 的成员函数可以使用 Base 的成员。

随后，您可以让 Derived_from_Private 从 Priv_Derv 公开继承。虽然合法，但由于前面的私有继承，就好像 Derived_from_Private 没有 Base 作为基类一样。

因此，您的成员函数将无法编译：

    void memfcn(Base &b) { b = *this; }

*this 是从 Derived_from_Private 类型派生而来的，但是由于私有继承关系，它不能转换为 Base 类型，因为这两个类之间没有已知的关系。

- Christophe

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但我没有使用Base的成员。即使我不将*this分配给Base，只要我有一个Base的参数（引用或副本），编译器就会给我一个错误。 - Jing

@JingleiRuan 很有趣！似乎私有继承会影响未限定名称的查找。使用::Base而不是Base来显式地引用正确（在此为全局）命名空间，就可以编译了。 - Christophe

@JingleiRuan 是的，就是这样！根据 https://dev59.com/NFgR5IYBdhLWcg3wM7Hh#41595470 的说法，这似乎是编译器的一个 bug。但是这个编译器问题并不影响我最初答案的有效性。你会发现 :: 解决方法将会编译一个空的主体，但是一旦你尝试赋值，它就会失败。 - Christophe

Answer 3

继承可以提供子类型和结构扩展。

当您从基类私有继承时，您没有子类型，只有结构扩展。然后（在您的问题情况下）当您编写b = *this时，遗憾的是*this不是类型Base，因为您已经使用了它的私有继承。

通常使用私有继承（这并不意味着这是一种好的实践）来轻松构建非常简单的组合（具有基础，但不是基础）。

- Jean-Baptiste Yunès

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实际上，只要我将一个基础类型作为参数使用，编译器就会报错。 - Jing

你是什么意思？ - Jean-Baptiste Yunès

struct Derived_from_Private : public Priv_Derv { // 非法 void memfcn(Base &b) { } }; 这也是非法的！！！为什么呢？ - Jing

在这种情况下，编译器会认为你正在谈论私有基类 Base，然后抱怨，如果你想谈论在全局范围定义的类型，请写成 ::Base。 - Jean-Baptiste Yunès

Answer 4

一个类的名称被插入到其自身作为公共成员的范围内。这就是所谓的注入类名。在派生类Derived_from_Private中查找Base的名称时，将找到其注入类名而不是正常的类名。因为Base的注入类名被视为Base的公共成员，因此被视为Priv_Derv的私有成员，在Derived_from_Private中无法访问。

引用自[class.access.spec]第5段：

[ Note: In a derived class, the lookup of a base class name will find the injected-class-name instead of the name of the base class in the scope in which it was declared. The injected-class-name might be less accessible than the name of the base class in the scope in which it was declared. — end note ] [ Example:

class A { };
class B : private A { };
class C : public B {
  A* p;             // error: injected-class-name A is inaccessible
  ::A* q;           // OK
};

— end example ]

- xskxzr