扩展基类并在不改变派生类的情况下使用该功能

Question

我有一个带有一些派生类的 C++ 基类。 如果我稍后通过继承扩展基类，它有办法反映已经派生的类中的更改。 为了让我的问题更清楚，请考虑以下代码。

#include <iostream>

class FourWheelVehicle
{
    public:
        FourWheelVehicle()
        {std::cout<<"FourWheelVehicle created\n";}
};
class Car: public FourWheelVehicle
{
    public:
        Car()
        {std::cout<<"Car created\n";}
};
class Toyota: public Car
{
    public:
        Toyota()
        {std::cout<<"Toyota Car created\n";}
};
class Audi: public Car
{
    public:
        Audi()
        {std::cout<<"Audi Car created\n";}
};
int main()
{
    Toyota t;
    std::cout<<"..............................\n";
    Audi a;
    return 0;
}

如何将 FourWheelVehicle 扩展为 FourWheelVehicleWithSeatBelt，以便我之前派生的所有汽车都可以在不更改其代码的情况下安装安全带？ 我尝试了以下方法：

           FourWheelVehicle
               /      \
              /        \
             /          \
            Car          \
            /\            \
           /  \            \
      Toyota Audi    FourWheelVehicleWithSeatBelt

class FourWheelVehicleWithSeatBelt: public FourWheelVehicle
{
    public:
        FourWheelVehicleWithSeatBelt()
        {std::cout<<"FourWheelVehicleWithSeatBelt created\n";}
};

上面的方案好像不行！

Answer 1

类不继承自兄弟类。 在您的图中，期望Car获得FourWheelVehicleWithSeatBelt的功能就像期望Toyota获得Audi的功能一样。 它不会发生。

要在继承链中获得另一个类，新类需要进入链，而不是进入新的分支。 由于您（出于某种原因）无法更改派生类，因此它们仍必须从FourWheelVehicle继承。 这让您看到如下内容：

                  ????
                   /
                  /
                 /
           FourWheelVehicle
               /
              /
             /
            Car
            /\
           /  \
      Toyota Audi

对此有一种直接的方法。 将您当前的FourWheelVehicle类重命名为其他名称（ FourWheelVehicleWithoutSeatBelts ？），然后创建一个新的FourWheelVehicle类，该类继承自FourWheelVehicleWithoutSeatBelts并添加安全带。 或者，新的FourWheelVehicle应该继承FourWheelVehicleWithoutSeatBelts和VehicleWithSeatBelts类。 也许Vehicle是这个方案中的一个虚拟基类。

命名方案很奇怪，但由于您无法更改派生类的代码，因此您可能会被它卡住。 这是从不适当的设计开始的危险之一。 （请注意，“不足”并不总是设计师的错。有时是，但有时项目需求会发生不可预测的变化。）

（就个人而言，我会尝试获得许可，改变Car的定义，这样一个理智的命名方案都可以使用。的儿童Car不会需要改变。有时候，好的程序设计手段谈话给其他人。）

Answer 2

那么在这种情况下，如果所有派生类都需要这个，我不知道为什么你需要避免修改基类。 但是，如果您仍然想这样做，您可以使用多重继承来这样做，例如：

#include <iostream>

class FourWheelVehicle
{
    public:
        FourWheelVehicle()
        {std::cout<<"FourWheelVehicle created\n";}
};
class SeatBelt
{
    public:
        SeatBelt()
        {std::cout<<"Seatbelt created\n";}
};

class Car: public FourWheelVehicle, SeatBelt
{
    public:
        Car()
        {std::cout<<"Car created\n";}
};

这将通过公共继承将安全带和 FourWheelVehicle 赋予 Car