继承问题答案

【问题标题】：Problem with Inheritance继承问题
【发布时间】：2011-04-05 06:56:06
【问题描述】：

这是来自“Exceptional C++”第 24 条，解决方案，页面底部的第一个项目符号的片段：

切勿使用公共继承来实现“IS-ALMOST-A”。我见过一些程序员，甚至是经验丰富的程序员，从基类公开继承，并以保留基类语义的方式实现“大多数”被覆盖的虚函数。换句话说，在某些情况下，将 Derived 对象用作 Base 的行为方式与合理的 Base 客户端所期望的方式不同。 Robert Martin 经常引用的一个例子是从 Rectangle 类继承 Square 类的通常被误导的想法，“因为正方形就是矩形”。这在数学中可能是正确的，但在课堂上不一定是正确的。例如，假设 Rectangle 类有一个虚拟 SetWidth(int) 函数。然后 Square 设置宽度的实现也会自然地设置高度，以便对象保持正方形。然而，系统中的其他地方很可能存在与 Rectangle 对象进行多态工作的代码，并且不会期望改变宽度也会改变高度。毕竟，一般的矩形不是这样的！这是违反 LSP 的公共继承的一个很好的例子，因为派生类不提供与基类相同的语义。它违反了公共继承的关键戒律：“要求不多，承诺也不少。”

我试着检查了一下，我写道：

// Square.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
class Rectangle
{
private:
 unsigned width_;
 unsigned height_;
public:
 Rectangle(const unsigned width, const unsigned height):width_(width),height_(height)
 {/*Empty body*/ }
 unsigned GetWidth()const
 {
  return width_;
 }
 unsigned GetHeight()const
 {
  return height_;
 }
 virtual void SetWidth(const unsigned width)
 {
  width_ = width;
 }
 void SetHeight(const unsigned height)
 {
  height_ = height;
 }
 virtual ~Rectangle()
 {
  cout << "~Rectangle()" << '\n';
 };
};

class Square : public Rectangle
{
 using Rectangle::SetWidth;
public:
 Square(const unsigned width):Rectangle(width,width)
 {
 }
 void SetWidth(const unsigned width)
 {

  SetWidth(width);
  SetHeight(width);
 }
 ~Square()
 {
  cout << "~Sqare()" << '\n';
 }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 Rectangle** a = static_cast<Rectangle**>(operator new (sizeof(Rectangle) * 2));
 a[0] = new Rectangle(10,10);
 a[1] = new Square(5);
 Rectangle* r = a[0];
 cout << r->GetHeight() << "\t" << r->GetWidth() << '\n';
 r = a[1];
 cout << r->GetHeight() << "\t" << r->GetWidth() << '\n';
 r = a[0];
 r->SetWidth(20);//here I'm setting just width for a Rectangle
 cout << r->GetHeight() << "\t" << r->GetWidth() << '\n';
delete a[1];
delete a;
     return 0;
    }

至于我从 Rectangle 继承 Square 按预期工作。那么我在哪里犯了错误并且不明白这个项目符号中所说的内容？
谢谢

【问题讨论】：

类似这个问题：stackoverflow.com/questions/1030521/…

标签： c++ inheritance

【解决方案1】：

您的代码很好。项目符号的意思是有人可能会编写一些代码，这些代码取决于在 SetWidth 调用中保持不变的矩形的高度：

int old_height = r->GetHeight();
r->SetWidth(100);
assert old_height == r->GetHeight();

此代码会因您在 Square 中实现 SetWidth 而失败。

【讨论】：

代码不对，Square违反了Rectangle制定的约定。
代码没问题。他在任何地方都没有违反 Rectangle 签订的任何合同，因为 Rectangle 没有签订任何合同。 Rectangle::SetWidth 的规范需要像“不改变高度”这样的保证。当然，我们经常假设这一点，但我会争辩说，如果没有那个明确的规范，那是我的代码是错误的（就像这个问题的其他答案中的其他示例代码一样）。
规范不一定要明确成为规范。你不能把所有事情都说清楚。
我想不会。需要明确的是，我不想使用没有该保证的 Rectangle 类。但是 OP 的代码不依赖任何保证，他需要像我上面这样的代码来创建描述的继承错误。

【解决方案2】：

关键是Square 类的语义与Rectangle 类的语义不同。假设你有一个像这样的通用实用函数：

void doubleArea(Rectangle &rect) {
  rect.setWidth(rect.getWidth() * 2);
}

目的是调用该函数将使给定矩形的面积（宽 × 高）加倍。

使用派生的Square 类，您现在可以执行以下操作：

Square sq(1);
doubleArea(sq);

突然sq 有四倍的区域，然后是呼叫之前。您只是想将面积翻倍，但结果错误。

由于Square 的语义与Rectangle 的语义不同，因此有时对矩形做的事情对正方形不起作用。因此，通过从另一个派生一个来声明 Square 是 Rectangle 并不是一个好主意，因为派生类无法满足基类提出的所有要求/承诺。

有关此主题的更多信息，另请参阅 C++ FAQ Lite 条目"Is a Circle a kind-of an Ellipse?"。

【讨论】：