C++ Primer Plus -- 第14章 C++的代码重用 笔记

C++的一个主要目标是促进代码重用。公有继承是实现这种目标的机制之一，其他还有：本身是另一个类的对象。这种方法称为包含、组合或层次化。另一种方法是使用私有或保护继承。通常，包含、私有继承和保护继承用于实现has-a关系，即新的类将包含另一种类的对象。多重继承使得能够使用两个或更多的基类派生出新的类，将基类的功能组合在一起。
14.1 包含对象成员的类
主要介绍了valarray类，该类是由头文件valarray支持的。valarray被定义为一个模板类，以便能够处理不同的数据类型。模板特性意味着声明对象时，必须指定具体的数据类型。这个类模板的一些方法：

1: operator[]; // 访问数组中的元素

2: size(); // 返回数组包含的数据

3: sum(); // 返回所有数据的总和

4: max(); // 最大值

5: min(); // 最小值

接下来讲了一个Student的范例，使用包含的关系。

要注意的两点：1）初始化被包含对象，使用初始化列表来初始化包含对象。对于继承对象，构造函数在成员初始化列表中使用类名来调用特定的基类构造函数。

1: hasDMA::hasDMA(const hasDMA & hs):baseDMA(hs) {...}

对于成员对象，构造函数则使用成员名。

1: Student(const char * str, const double * pd, int n) : name(str), scores(pd, n) {}

2）使用被包含对象接口：被包含对象的接口是公有的，可以在类方法中使用它。

14.2 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称为派生对象公有接口的一部分，但可以在派生类的成员函数中使用它们。简而言之，派生类将继承基类的接口；这是is-a关系的一部分。使用私有继承，基类的公有方法将成为派生类的私有方法。简而言之，派生类不继承基类的接口。使用私有继承，类将继承实现。包含将对象作为一个命名的成员对象添加到类中，而私有继承将对象作为一个未被命名的继承对象添加到类中。

注意的问题：1）初始化基类组件，也是使用成员初始化列表的句法，它使用类名而不是成员名来标识构造函数：

1: Student(const char * str, const double * pd, int n):std::string(str), ArrayDb(pd, n) {}

2）访问基类的方法

使用私有继承时，只能在派生类的方法中使用基类方法。对比一下包含与私有继承调用基类方法的区别：

(1) 包含

1: double Student::Average() const

2: {

3:     if(scores.size() > 0)

4:         return scores.sum() / scores.size();

5:     else

6:         return 0;

7: }

(2) 私有继承

1: typedef std::valarray ArrayDb;

2: double Student::Average() const

3: {

4:     if(ArrayDb::size() > 0)

5:         return ArrayDb::sum() / ArrayDb::size();

6:     else

7:         return 0;

8: }

3）访问基类对象

使用作用域解析操作符可以访问基类的方法，但如果要使用基类对象本身，该如何做呢？答案是使用强制类型转换。前面介绍过，指针this指向用来调用方法的对象，因此*this为用来调用方法的对象，在下例中，为类型为Student的对象。为避免调用构造函数创建新的对象，可以使用强制类型转换来创建一个引用：

1: const string & Student::Name() const

2: {

3:     return (const string &) *this;

4: }

4）访问基类的友元函数

用类名显式地限定函数名不适合于友元函数，这是因为友元不属于类。不过可以通过显式地转换为基类调用正确的函数。

1: ostream & operator<<(ostream & os, const Student & stu)

2: {

3:     os << "Scores for " << (const string &) stu << ":/n";

4:     ...

5: }

引用stu不会自动转换为string引用。根本原因在于，在私有继承中，在不进行显式类型转换的情况下，不能将指向派生类的引用或指针赋给基类引用或指针。不过，即使这个例子使用的是公有继承，也必须使用显式类型转换。原因之一是，如果不使用类型转换，会导致递归调用。另一个原因是，由于这个类使用的是多重继承，编译器将无法确定应转换成那个基类，如果两个基类都提供了函数operator<<()。

5）使用包含还是私有继承

一般都选择包含。首先是易于理解。其次是继承会引起许多问题，尤其是从多个基类继承时。另外，包含能够包括多个同类的子对象。而继承只能使用一个这样的对象。不过私有继承也有很多优点：通过继承得到的是派生类，因此它可以访问保护成员。另一种需要使用私有继承的情况是需要重新定义虚函数。

6）保护继承

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。与私有继承的主要区别在于：使用私有继承时，第三代类将不能使用基类的接口，这是因为基类的公有方法在派生类中将变为私有方法；使用保护继承时，基类的公有方法在第二代中将变成保护的，因此第三代派生类可以使用它们。

7）使用using重新定义访问权限

假设要让基类的方法在派生类外面可用，方法之一就是定义一个使用该基类方法的派生类方法。如下：

1: double Student::sum() const

2: {

3:     return std::valarray::sum();

4: }

另一种方法是。将函数调用包装在另一个函数调用中，即使用一个using声明来指出派生类可以使用特定的基类成员，即使采用的是私有派生。如下：

1: class Student:private std::string, private std::valarray

2: {

3:     ...

4: public:

5:     using std::valarray::min;

6:     using std::valarray::max;

7:     ...

8: }

上述using声明使得valarray::min()和valarray::max()可用，就像它们是Student的公有方法一样：

1: cout << "high score: " << ada[i].max() << endl;

注意using声明只使用成员名--没有圆括号、函数特征标和返回类型。