关于私有继承的一个问题

[lilingcx]

最近研究私有继承,书上说私有继承的情况下,子类的指针或者索引,必须通过显示转化的方式,才能向上类型转化成父类的指针或者索引. 所以我写了个测试,在VS2005上进行演示,发现一些问题,百思不得其解.

代码:

class Test
{
};

class TestPublic : public Test
{
};

class TestPrivate : private Test
{
public:
void setA(TestPrivate *test)
{Test *a=test;}; //问题1, 为什么在子类的方法中,向上类型转化不需要显示?

void setB(TestPrivate test)
{Test b=test;};

void setC(TestPrivate test)
{Test& c=test;};
};

TestPublic testPublic; //先验证public继承下,向上类型转化的情况
Test A = testPublic; //成功,这边其实是验证Test的默认拷贝构造函数Test(const Test&)中会发生的向上类型转化
Test& B = testPublic; //成功
Test* C = &testPublic; //成功

TestPrivate testPrivate; //验证public继承下,隐式向上类型转化的情况
Test A = testPrivate; //失败
Test& B = testPrivate; //失败
Test* C = &testPrivate; //失败

TestPrivate testPrivate; //验证public继承下,显示向上类型转化的情况
Test A = (Test&)testPrivate; //成功
Test& B = (Test&)testPrivate; //成功, 这个验证了书上的说法是正确的,必须显示转化
Test* C = (Test*)&testPrivate; //成功

所以问题总结如下
1) 私有继承下, 子类的方法中向上类型转化是不要显示的,但在外部必须是显示的,这是为什么?

[Jim_King_2000]

私有继承并不想继承基类的接口。也就是说，私有继承不表达isA的关系，因此无法与基类指针替换使用。lz也不要在继承类内部使用基类指针。

私有继承要表达的语义是hasA。它与包含的区别主要有以下几点（摘录自《Exceptional C++》）：
1、需要访问基类protected成员。
2、需要override某些成员函数。
3、需要优先构造或者最后销毁某些对象。
4、需要共享某些虚基类。
5、需要空类优化。

[gules]

在C++中，我个人认为正确的观念应该是：凡用到继承就应该是在“多态”场景下（极特殊的情况不考虑）。

那么，C++中多态一般有两个场景：一是为外界（客户端、使用类体系者）提供多态（公有继承），它建模的是“是一个”的关系；二是受控多态（内部使用，保护或私有继承），它建模的是“依……实现”的关系。

只有公有继承才是“是一个”的关系，因此在外界看来，此时的派生类才“是一个”基类，派生类指针或引用（因为C++中只有通过指针或引用才能达成多态）才“自然的”转换为基类指针或引用；保护或私有继承不是“是一个”的关系，所以在外界看来，它们不能自然的转换，但在派生类内部，为使用多态性（受控的），这种转换就是必要的了，所以C++允许并自动在派生类内部进行这种转换（也是语言的规定）。

[taodm]

楼主喜欢思考，这很好，但是过度的思考就未必是好事了。
为啥过欧几里德选择“一点只能作一条直线的一条平行线”作为欧几里德几何的最根本公理？
你现在的问题类似了。

[dingshaofengbinbin]

如果是私有继承的话向上转换是没有意义的，因为由于都是私有的，你转换之后是不能调用任何东西的。所以编译器禁止了！！！

[Ethan_Hu]

继承方式并不影响直接子类的访问权限。
class B {
public:
~B () {}
void g () const {}
};

class D : B { // 继承方式对可见性的影响只针对更下层类及外部 client
public:
void f () const {
g (); // 以前能访问的现在还是一样。
const B *p = this;
}
};

[dingshaofengbinbin]

给楼主一个建议：这样的怀疑精神是值得赞赏的，但是要学会分析，就拿这一题来讲，如果你不知道为什么的话，首先要想一想，如果不这样的话，会带来什么样的后果；如果这样的话，又有什么样的好处；他有没有必要存在等等。就是一个不断问自己的过程，我猜想你可能没有这样问过自己吧！！

[lilingcx]

[Quote=引用 9 楼 dingshaofengbinbin 的回复:]

如果是私有继承的话向上转换是没有意义的，因为由于都是私有的，你转换之后是不能调用任何东西的。所以编译器禁止了！！！
[/Quote]

没有完全看明白, 这里的"私有"是基类的所有方法与成员,都变成了派生类私有方法和成员吗? 那么转换后后不能调用任何东西是指什么? 是说转换后基类的指针(引用)不能调用派生类的?
1)从基类继承来的方法?
2)override基类的某个方法?
3)其他?

[lilingcx]

[Quote=引用 7 楼 gules 的回复:]

在C++中，我个人认为正确的观念应该是：凡用到继承就应该是在“多态”场景下（极特殊的情况不考虑）。

那么，C++中多态一般有两个场景：一是为外界（客户端、使用类体系者）提供多态（公有继承），它建模的是“是一个”的关系；二是受控多态（内部使用，保护或私有继承），它建模的是“依……实现”的关系。

只有公有继承才是“是一个”的关系，因此在外界看来，此时的派生类才“是一个”基类，派生类指针或……
[/Quote]

你的说法让我有种豁然开朗的感觉. 隐式的向上转换是一个"自然的"转换,其目的也就是为了更好的支持"多态",但私有继承的目的主要是为了实现has-a的关系,而并非多态,所以就不好再用这种"自然的"转化. 所以C++在这里提及需要显示转化,主要原因还是思想延续和语言实现上面的考虑,而并非什么"大是大非"的问题.
不知道这样理解是否正确?

[Ethan_Hu]

不要搞错了，has-a专指组合关系，或者称为包含。
私有继承严格来是一个受限的 is-a 关系，它面向的目标是其直接子类的方法或friend。

[Ethan_Hu]

应该说这种关系可以在其直接子类的方法或友元中体现出来。若是保护继承，那么这种关系就能扩充到更下层的
子类，若是公有继承，那就是完全的不受限的 is-a 了。

[無_1024]

学习ing

[xspace_time]

基础很难学，还是先学点是用的吧

[colorfulcode]

基类的对外可见性由派生类继承的方式而定

test 是TestPrivate 私有部分，所以 Test& B = testPrivate;搞不成

因为私有东西对内部成员或者友员是可见的，所以Test *a=test有搞头

[qq120848369]

不知道这有什么可测试的,这和权限有联系么.

private继承来的意思就是基类本身就是个全部private的类而已,别再想截取基类部分使用了.

[hai040]

觉得只是规定，为了安全性考虑

[lilingcx]

[Quote=引用 1 楼 colorfulcode 的回复:]

基类的对外可见性由派生类继承的方式而定

test 是TestPrivate 私有部分，所以 Test& B = testPrivate;搞不成

因为私有东西对内部成员或者友员是可见的，所以Test *a=test有搞头
[/Quote]

基类的对外可见性和类的向上转换有什么必然关系吗? 如果这样,那么只要显示的转换,就能改变基类的对外可见性了?

[lilingcx]

[Quote=引用 3 楼 hai040 的回复:]

觉得只是规定，为了安全性考虑
[/Quote]

这应该就是个规定,那么为何由来这个规定,它为了避免什么样的问题?

[无尽大海]

学习，LZ很喜欢思考！学习。。。