C++設(shè)計(jì)類不能被繼承的方法實(shí)例講解

2020-01-26 15:40:46

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供稿：網(wǎng)友

首先想到的是在C++中，子類的構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)。同樣，子類的析構(gòu)函數(shù)也會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類的析構(gòu)函數(shù)。要想一個(gè)類不能被繼承，只要把它的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)都定義為私有函數(shù)。那么當(dāng)一個(gè)類試圖從它那繼承的時(shí)候，必然會(huì)由于試圖調(diào)用構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)而導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。

可是這個(gè)類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)都是私有函數(shù)了，怎樣才能得到該類的實(shí)例呢？可以通過定義靜態(tài)來創(chuàng)建和釋放類的實(shí)例。基于這個(gè)思路，可以寫出如下的代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Define a class which can't be derived from
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
class FinalClass1
{
public :
      static FinalClass1* GetInstance()
      {
            return new FinalClass1;
      }

      static void DeleteInstance( FinalClass1* pInstance)
      {
            delete pInstance;
            pInstance = 0;
      }

private :
      FinalClass1() {}
      ~FinalClass1() {}
};

這個(gè)類是不能被繼承，但在總覺得它和一般的類有些不一樣，使用起來也有點(diǎn)不方便。比如，只能得到位于堆上的實(shí)例，而得不到位于棧上實(shí)例。

能不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)和一般類除了不能被繼承之外其他用法都一樣的類呢？辦法總是有的，不過需要一些技巧。請(qǐng)看如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Define a class which can't be derived from
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
template <typename T> 
class MakeFinal
{
      friend T;

private :
      MakeFinal() {}
      ~MakeFinal() {}
};

class FinalClass2 : virtual public MakeFinal<FinalClass2>
{
public :
      FinalClass2() {}
      ~FinalClass2() {}
};

這個(gè)類使用起來和一般的類沒有區(qū)別，可以在棧上、也可以在堆上創(chuàng)建實(shí)例。盡管類MakeFinal<FinalClass2>的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)都是私有的，但由于類FinalClass2是它的友元函數(shù)，因此在FinalClass2中調(diào)用MakeFinal<FinalClass2>的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)都不會(huì)造成編譯錯(cuò)誤。

但當(dāng)試圖從FinalClass2繼承一個(gè)類并創(chuàng)建它的實(shí)例時(shí)，卻不同通過編譯。

復(fù)制代碼代碼如下:

class Try : public FinalClass2
{
public :
      Try() {}
      ~Try() {}
};

Try temp;

由于類FinalClass2是從類MakeFinal<FinalClass2>虛繼承過來的，在調(diào)用Try的構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候，會(huì)直接跳過FinalClass2而直接調(diào)用MakeFinal<FinalClass2>的構(gòu)造函數(shù)。非常遺憾的是，Try不是MakeFinal<FinalClass2>的友元，因此不能調(diào)用其私有的構(gòu)造函數(shù)。

基于上面的分析，試圖從FinalClass2繼承的類，一旦實(shí)例化，都會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤，因此是FinalClass2不能被繼承。這就滿足了設(shè)計(jì)要求。

C++11中已經(jīng)有了final關(guān)鍵字：它的作用是指定類的虛函數(shù)不能被該類的繼承類重寫（override），或者是指定一個(gè)類成為一個(gè)不能被繼承的類（final class）。

復(fù)制代碼代碼如下:

struct A
{
    virtual void foo() final;
};

struct B final : A
{
    void foo(); // Error: foo cannot be overridden as it's final in A
};

struct C : B // Error: B is final
{
};