（一四七）私有继承

C++的另一种实现has-a关系的途径（前一种是将类对象作为新类的成员）是私有继承。

 

使用私有继承，基类的公有成员和保护成员都将成为派生类的私有成员。

这意味着基类方法将不会成为派生类对象公有接口的一部分（公有继承，派生类可以使用基类的大部分方法），但可以在派生类的成员函数中使用它们。

 

 

私有继承的特点：

①继承方式类似公有继承，但使用private关键字替代public关键字；

 

②没有显式的对象名；

 

③需要使用其他办法替代 当使用类对象作为类数据成员时使用的方法。

 

④基类被称为子类。

 

 

使用多个基类的继承，被称为 多重继承（MI），通常，MI，尤其是公有MI将导致一些问题，必须使用额外的语法规则来解决他们。

 

 

私有继承的一些特殊之处：

 

①私有继承将提供无名称的子类对象成员，因此不能使用像name来描述对象，而应使用用于公有继承的技术。

 

②访问基类的方法：使用私有继承时，只能在派生类中使用基类的方法，但有时候可能希望基类工具是公有的。那么就在公有方法的函数中，使用私有方法。例如double Student::average(int i) { return arr::average(i); }这样，通过作用域解析运算符来区分。

 

③访问基类的对象：使用强制类型转换，

例如 (const string&)*this，其中this是指向当前对象的指针，*this是当前对象，强制类型转换后获得子类string。

对于数组的访问，使用((const arr&)*this)[i]，用括号括起来，强制类型转换后（成为一个valarray数组）然后添加运算符。

 

④访问基类的友元函数：

访问类的子类时，使用强制类型转换，将类对象显式转换为基类来调用正确的函数（前提是子类有相应的类方法）

 

 

对普通has-a关系的进行修改，使用私有继承类的方法：

#ifndef STU_#define STU_#include<string>#include<valarray>using namespace std;class Student:private string,private valarray<double>{typedef valarray<double> arr;//将arr作为其别名ostream& scores_out(ostream& os)const;//输出分数，我怀疑可以使用void作为返回值应该也可以。public:Student() :string("No Student"), arr() {}//默认构造函数，名字为No Student，分数无explicit Student(const string& s) :string(s), arr() {}//构造函数，参数为string类对象，赋值给name，关闭隐式转换explicit Student(int n) :string("No name"), arr(n) {}//构造函数，初始化分数的数量（不是值），关闭隐式转换Student(const string&s, int n) :string(s), arr(n) {}//参数为name赋值，并声明有几个分数Student(const string&s, const arr&a) :string(s), arr(a) {}//参数为name赋值，并将数组赋值给分数（调用的valarray的复制构造函数）Student(const string&s, const double*pd, int n) :string(s), arr(pd, n) {}//类似上面，分数有n个成员，并用pd数组初始化能初始化的那几个~Student() {}//析构函数，不声明也可以double Average();//返回平均分const string& Name()const;//返回姓名double & operator[](int i);//返回第n个分数，可被修改double operator[](int i)const;//这个和上面有啥区别？不能被修改？//friend友元函数friend istream& operator >> (istream&is, Student& Stu);//输入，一个单词friend istream& getline(istream&is, Student& stu);//输入，但是一行friend ostream& operator<<(ostream&os, const Student&stu);//输出};#endif // !STU_#include<iostream>#include"stu.h"using namespace std;ostream& Student::scores_out(ostream& os)const{int i = 0;int lim = arr::size();//使用作用域解析运算符替代scores.if ( lim > 0){for (i = 0;i < lim;i++){os << arr::operator[](i) << " ";//显式调用子类的方法，这里不能使用强制类型转换，因为是数组（if (i % 5 == 4)os << endl;}if (i % 5 != 0)os << endl;}elseos << "empty" << endl;return os;}double Student::Average()//返回平均分{if (arr::size() > 0){return arr::sum() / arr::size();}elsereturn 0;}const string& Student::Name()const{return (const string&)*this;//使用强制类型转换来替代}double & Student::operator[](int i)//返回分数{return arr::operator[](i);//使用了valarray的类方法}double Student::operator[](int i)const{return arr::operator[](i);}istream& operator>>(istream& is, Student&stu)//输入，一个单词{is >> (string&)stu;//因为是输入，不能加constreturn is;}istream& getline(istream&is, Student& stu)//输入，但是一行{getline(is, (string&)stu);return is;}ostream& operator<<(ostream&os, const Student&stu)//输出{os << (const string&)stu << "'s scores: " << endl;stu.scores_out(os);return os;}

使用包含还是私有继承：

建立has-a关系，一般来说，使用包含，因为包含用起来更简单，也可以包含多个同类对象，例如string name; string firstname; string lastname; 而若使用继承，则只能包含一个子类对象。

但若要使用基类的保护对象，则使用继承，因为只有派生类能访问基类的保护成员，而包含是不能访问被包含对象的基类成员的（只能通过公有接口）。

 

 

保护继承：

保护继承的方式类似私有继承，使用关键字protected。

如：

class Student:protected std::string , protected std::valarray<double>

{..}

 

使用保护继承时，基类的公有成员和保护成员，都将成为派生类的保护成员。

 

和私有继承一样，基类的接口在派生类中也是可用的（通过基类对象访问基类的公有方法），

 

但在继承层次之外的结构是不可用的（保护继承是因为成为保护成员，不能在类外访问，即流程为public-->protected，而protected只能被基类和派生类使用）（私有继承则因为本身就视派生类为类外，派生类不能使用私有继承的基类方法，只能通过基类的公共接口调用，使用作用域解析运算符）。

 

因此，二者都可以通过基类接口调用

 

保护继承和私有继承的区别在于：

①在派生类派生出第三代时（即派生类的派生类），由于保护成员将被派生类继承，因此，保护继承的第三代将能使用第一代的基类接口（因为第一代的公共成员在第二代变为保护成员，而保护成员在派生类内，被视为公有成员）。

 

②而私有继承的第三代则不能使用，因为第一代的公共方法在第二代内作为私有方法被继承，因此第二代只能通过第一代的公共接口来调用。

访问形式为：基类的作用域解析运算符来使用方法。但需要注意的是，此时基类已经成为私有成员。

而进入第三代后，由于派生类不能访问基类的私有成员。因此，第三代是不能访问身为第二代私有成员的第一代类对象的（无论第三代通过什么来继承）。

 

附表：

使用using重新定义访问权限：

在保护继承或私有继承时，基类的公有成员将成为派生类的保护或者私有成员（因此，该方法是不能在类外使用的）。如果要使用基类的方法，那么

 

方法一：定义一个该基类方法的派生类方法。

例如：

double Student::sum()const

{
return std::valarray<double>::sum();

}

通过这种方法，Student类调用方法.sum()时，实际上相当于调用基类的sum()方法，即将其基类valarray对象求和。

 

 

方法二：在公有部分使用using声明。

例如：

class Student

{

...

public:

using std::valarray<double>::sum;

...

}

效果和方法一是相同的，即使得基类的sum()方法就像成为了派生类的公有方法一样。

注意：只需要函数名sum，不需要特征标，返回类型，和圆括号。

 

那么对于重载函数的兼容性如何？可以使用所有重载函数？从文中看来是这样的。

 

对于运算符重载，需要加上相应的重载运算符符号。例如：

using std::valarray<double>::operator[];

这将使const和非const版本都可用。

 

需要注意的是：

using声明 只适合继承，不适合 包含。

也就是私有继承可用，但将类对象作为另一个类对象成员时（包含）是不可用的。

 

还有一种老式方式，可用于在派生类中重新声明基类方法，即将方法名放在派生类的公有部分。

如：

class Student

{

...

public:

std::valarray<double>::sum;

...

}

和using声明很像，但按书上所说，这种方法即将被抛弃，应放弃使用这种方法，而改用using方法，除非编译器不支持using方法。