具有私有基数的函数成员指针

Question

以下代码产生编译时错误：

'base::print' : 无法访问在类'base_der'中声明的私有成员

但是，我在派生类中创建了成员public。为什么这不起作用？

#include <iostream>

using namespace std;

class base
{
public:
    int i;
    void print(int i)
    {
        printf("base i\n");
    }
};

class base_der : private base
{
public:
    using base::print;
};

int main()
{
    // This works:
    base_der cls;
    cls.print(10);

    // This doesn't:    
    void (base_der::* print)(int);
    print = &base_der::print; // Compile error here
}

Answer 1

我认为有一些交互问题会导致错误：

1. 指向成员的类型具有不直观的类型转换特征
2. using 声明不影响引入范围的名称类型
3. 虽然名称 base_der::print 是可访问的，但类 base 仍然不可访问，并且在尝试转换指向成员的指针时，指向成员类型中的类的实际类型是一部分的考虑。

C++03 7.3.3 “使用声明”

using-declaration 将名称引入到 using-declaration 出现的声明性区域中。该名称是其他地方声明的某个实体名称的同义词。

请注意，虽然名称被带入新的“区域”，但它是同义词 - 名称所指的类型是相同的。所以，我认为在您的示例中，名称 base_der::print 的类型为 void (base::*)(int)，而不是类型 void (base_der::*)(int)。

C++03 标准也说明了指针到成员类型之间的转换（4.11 “指针到成员转换”）：

“指向 cv T 类型的 B 成员的指针”类型的右值，其中 B 是类类型，可以转换为“指向 cv T 类型的 D 成员的指针”类型的右值，其中 D 是B 的派生类（第 10 条）。如果 B 是 D 的不可访问（第 11 条）、模棱两可（10.2）或虚拟（10.1）基类，则需要这种转换的程序是不正确的。转换的结果与发生转换之前的成员指针引用相同的成员，但它引用基类成员，就好像它是派生类的成员一样。结果引用了 D 的 B 实例中的成员。由于结果的类型为“指向类型为 cv T 的 D 成员的指针”，因此可以使用 D 对象取消引用。结果与指向 B 的成员的指针被 D 的 B 子对象取消引用相同。

另请注意 7.3.3/13 “使用声明”（已添加重点）：

出于重载决议的目的，通过 using 声明引入派生类的函数将被视为派生类的成员。特别是，隐含的 this 参数应被视为指向派生类而不是基类的指针。 这对函数的类型没有影响，并且在所有其他方面，该函数仍然是基类的成员。

现在，生成错误的代码示例：

// This doesn't:    
void (base_der::* print)(int);
print = &base_der::print; // Compile error here

正在尝试将“指向 D 成员的指针”转换为“指向 B 成员的指针”——这是错误方向的转换。如果你想一想，你就会明白为什么在这个方向上的转换是不安全的。 “指向 B 成员的指针”类型的变量可能不会与与 class D 有任何关系的对象一起使用 - 但如果您调用类型为“指向 D 成员的指针”的函数（这就是 void (base_der::* print)(int)是），它会正确地期望 this 指针将指向一个 D 对象。

无论如何，虽然我认为问题的根源在于这个转换问题，但我认为您正在抱怨可访问性，因为当编译器尝试处理转换时，它首先检查 base 的可访问性- 即使名称 base_der::print（这是 base::print 的别名）由于 using 声明而可以访问，但 base 类仍然不能访问。

免责声明：此分析来自对成员指针类型的细微差别几乎没有经验的人。它们是一个复杂的 C++ 领域，除了在最简单的情况下难以使用，并且显然存在很多可移植性问题（参见 Doug Clugston 的文章，http://www.codeproject.com/KB/cpp/FastDelegate.aspx，该文章已经足够老了，很多这些问题可能都有现在已经解决了，但我怀疑他们没有）。

当您说 C++ 中的某些东西是更复杂或不太为人所知的领域之一时，这说明了很多。

Answer 2

我不能说我知道为什么（我也不能说规范），但是 clang 的错误信息可能是有启发性的：

error: cannot cast private base class 'base' to 'base_der'

所以改变成员函数的类型是可行的，至少在clang和gcc中：

void (base::* print)(int);
print = &base_der::print; // works!

Answer 3

因为，

class base_der : private base

继承是private。所以base 无法访问base_der。将其更改为 public 即可。