author: lunar
date: Wed 16 Sep 2020 03:14:38 PM CST
6. 继承和面向对象程序设计
条款32: Make sure public inheritance models "is-a".
如果你令class D以public形式继承class B, 你便是告诉编译器每一个类型为D的对象同时也是一个类型为B的对象.
"public继承"意味着is-a, 适用于base class的每一件事也要适用于derived class身上.
条款33: Avoid hiding inherited names.
这是一个关于作用域的问题. 当编译器处理一个变量时, 它会现在local作用域内查找该变量.
对于继承了base class和derived class, 其作用域嵌套在base class内. 对于在derived class的函数mf4中调用的一个函数mf2, 编译器会首先在mf4的作用域内查找. 然后在derived class内查找, 然后去base class内查找. 然后在包含base class的namespace内查找. 最后在global作用域内查找.
当子类需要重载父类的成员函数时, 则需要重载所有的同名函数. 如果只是重载一个, 则其它同名函数将会被覆盖, 无法被子类继承. 即使参数不同也一样.
这类问题的解决办法可以借助using关键字来完成, 例如下面的代码, 子类就可以正常使用父类的方法.
#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
void func(int x) {
cout << "base func" << endl;
}
};
class Derived: public Base {
public:
using Base::func;
void func() {
cout << "derived func" << endl;
}
};
int main() {
Derived d;
d.func(1);
return 0;
}
条款34: Differentiate between inheritance of interface and inheritance of implementation.
对于base class的成员函数的声明和定义, 我们希望有多种不同的继承方式:
- 只继承base class的函数声明: 将相应接口设为纯虚函数可以实现.
- 同时继承函数声明和定义: 使用非纯虚函数可以实现
条款35：Consider alternatives to virtual functions.
藉由 Non-Virtual Interface 手法实现 Template Method 模式
有这样一种场景：对于所有动物的父类Animal，所有动物都要定义“吃”这个动作，但是每个子类的实现方式又有不同。我们需要在每次调用“吃”的API时都要打印一次日志，这个日志对于所有不同实现的子类都是相同的。
我们可以这样实现：将具体吃的实现函数定义为private virtual类型的函数，而日志打印的函数放在一个wrapper函数里面，这个函数是non-virtual的，在这个函数里可以调用具体的实现函数。
这种手法称为non-virtual interface (NVI)
藉由 Function Pointers 实现 Strategy 模式
利用函数指针将进行实际操作，在构造函数中将这个函数指针传入。
藉由 tr1::function 完成 Strategy 模式
std::tr1::function 是一种通用、多态的函数封装，tr1::function的实例可以对任何可调用的对象进行存储、复制和调用操作。
在实例化时，其接受一个函数的类型作为模板参数。比如对于接受一个const int，返回int的函数来说：
std::tr1::function<int (const int)> instance;
可以将这个instance指向任何可调用对象的地址，然后就可以像普通函数一样进行调用。
这个条款看不下去了，看得人头大。
条款36：Never define an inherited non-virtual function.
这个是很显而易见的，如果你想要重载父类的函数的话，最好还是使用virtual函数。因为non-virtual函数都是静态绑定的，你用哪种类型的变量调用成员函数，就只会调用该种类型的成员函数，不会管你对象具体是哪种类型的。
条款37：Never redefine a function's inherited default parameter value.
由于条款36，只需要考虑要不要重定义继承而来的带有缺省参数值的virtual函数。
这种情况下，本条款成立的理由是：virtual函数系动态绑定，而缺省参数值是静态绑定的。
也就是说，对于Base* b = new Derived()类似形式定义的变量，当b调用函数时，函数的具体实现虽然会使用Derived类里面定义的，但是默认参数却会使用Base中定义的。
如果实在想要为函数带一个默认参数，可以考虑采用条款35所提到的NVI 风格的写法。
条款38：Model "has-a" or "is-implemented-in-terms-of" through composition.
中文意思是：通过复合塑模出 has-a 或 “根据某物实现出”。
复合是类型之间的一种关系，当某种类型的对象内含其它类型的对象，便是这种关系。
程序中的对象其实相当于你所塑造的世界中的某些事物，例如人、汽车、一帧帧视频画面等等，这样的对象属于应用域（application domain）。另一些对象则完全是实现细节上的人工制品，比如互斥锁，二叉树，缓冲区等等，这类对象属于实现域（implementation domain）。
应用域的对象之间的关系则是has-a，而实现域之间的关系则是“根据某物实现出”。例如，你要实现一个自己版本的set，你想通过STL的list 来实现，但是你不能直接继承list，因为前面的条款讲过：直接public继承会导致两个对象之间的关系变为is-a。所以只能在底层用list来装载数据，就如同list底层通过数组来装载数据。这样两者之间的关系就是“根据某物实现出”。
条款39: Use private inheritance judiciously.
private继承意味着两个主要的规则：
- 编译器不会自动将derived class对象转换为base class对象；
- 由private class继承而来的所有成员，在derived class中都会变成private属性，即使它们在base class中属于protected甚至public属性。
private继承意味着 implemented-in-terms-of 的关系。如果你让class D private继承class B，你的用意是为了采用class B内已经备妥的特性，而不是B对象和D对象存在任何观念上的关系。
复合的意义也是这样，尽可能使用复合，只有当protected成员或者virtual函数牵扯进来的时候才使用private继承。
给个示例：
一个Widget类型在实现中需要使用到Timer的某个函数并重写一次，想要重写就只能继承。重写时放在private领域内，因为这是内部实现时要用到的接口，不是可以对外开放的接口。
还有一种写法，在Widget内声明一个嵌套式private class WidgetTimer，后者以public的形式继承Timer。
有两点理由证明下面这种写法更好：
Widget类可能会被别的类继续继承，这样这个virtual函数又可能会被重写。而下面的写法就不存在这种问题，因为private领域内定义的类是不对子类可见的。- 编译依存性的问题，如果
Widget继承自Timer，则势必会和Timer产生编译依存性。而后者可以选择将WidgetTimer移出，然后带一个简单的WidgetTimer声明式。
条款40：Use multiple inheritance judiciously.
C++其实并不建议使用多重继承。
如果你继承的类也继承了其它的类的话，这时来自于基类的数据会同时存在你的父类和本类中，造成了空间的浪费。这时可以使用虚继承。
对于虚继承的建议：
- 非必要不适用；
- 如果要使用virtual base classes，极可能避免在其中放置数据。