继承：“A”是“B”的不可访问的基础

Question

$ cat inheritance.cpp 
#include <iostream>

using namespace std;

class A { };
class B : private A { };

int main() {
    A* ab = new B;
}
$
$ g++ inheritance.cpp
inheritance.cpp: In function 'int main()':
inheritance.cpp:9: error: 'A' is an inaccessible base of 'B'
$

我只是不明白这个错误。

据我了解，正如本教程所确认的那样， private继承应该只改变class B成员对外界可见的方式。

我认为私有说明符所做的不仅仅是改变class B成员的可见性。

• 我得到这个错误是什么意思？
• 基本上在 C++ 中允许这种类型的代码有什么问题？ 看起来完全无害。

Answer 1

通过将继承设为私有，您基本上是在说，即使 B 从 A 继承（根本）这一事实也是私有的——外部世界无法访问/可见。

无需对如果允许会发生什么进行冗长的讨论，简单的事实是它是不允许的。 如果您想使用指向基类的指针来引用派生类型的对象，那么您几乎无法使用公共继承。

私有继承不一定是（甚至通常）打算遵循Liskov替换原则。 公有继承断言派生对象可以取代基类的一个对象，和正确的语义仍然将导致。 私有继承并没有断言这一点。 私有继承所隐含的关系的通常描述是“是根据……实现的”。

公共继承意味着派生类维护基类的所有功能，并可能添加更多功能。 私有继承通常意味着或多或少相反：派生类使用通用基类来实现具有更受限接口的东西。

仅举个例子，让我们暂时假设 C++ 标准库中的容器是使用继承而不是模板实现的。 在目前的系统中， std::deque和std::vector是容器， std::stack是容器适配器，提供了更受限的接口。 由于它基于模板，因此您可以使用std::stack作为std::deque或std::vector的适配器。

如果我们想提供本质上相同的继承，我们可能会使用私有继承，所以std::stack将类似于：

class stack : private vector {
    // ...
};

在这种情况下，我们绝对不希望用户能够像操作vector一样操作我们的stack 。 这样做可能（并且可能会）违反堆栈的期望（例如，用户可以在中间插入/删除项目，而不是像预期的那样纯粹的类似堆栈的方式）。 我们基本上使用vector作为实现堆栈的便捷方式，但是如果（例如）我们更改了stack独立的实现（不依赖于基类）或根据std::deque重新实现它，我们不希望这影响任何客户端代码——对于客户端代码，这应该只是一个堆栈，而不是一些特殊的向量（或双端队列）。

Answer 2

私有继承应该只改变 B 类成员对外界可见的方式

确实如此。 而如果

A* p = new B;

被允许，那么任何B的继承成员都可以从外部世界访问，只需创建一个A* 。 由于它们是私下继承的，因此访问是非法的，上行也是如此。

Answer 3

clang++给出了一个更容易理解的错误信息：

example.cpp:9:13: error: cannot cast 'B' to its private base class 'A'
    A* ab = new B;
            ^
example.cpp:6:11: note: declared private here
class B : private A { };
          ^~~~~~~~~
1 error generated.

我不是 C++ 专家，但看起来这只是不允许的。 我会去看看规范，看看我想出了什么。

编辑：这是规范中的相关参考 - 第4.10节指针转换，第 3 段：

“指向cv D指针”类型的纯右值（其中D是类类型）可以转换为“指向 cv B指针”类型的纯右值，其中 B 是D的基类。 如果B是D的不可访问或不明确的基类，则需要这种转换的程序是格式错误的。

Answer 4

这很简单： A被私下继承的事实意味着B扩展A的事实是一个秘密，只有B “知道”它。 这就是私有继承的定义。

Answer 5

私有继承意味着在派生类之外，继承信息是隐藏的。 这意味着您不能将派生类强制转换为基类：调用者不知道这种关系。

Answer 6

这是工作

#include <iostream>

using namespace std;

class A{
    public:
        virtual void update() = 0;
};

class B: public A{
    public:
    virtual void update(){std::cout<<"hello";};
};

int main()
{
    A *a = new B();

    a->update();

    return 0;
}