C++：对孩子隐藏方法答案

【问题标题】：C++: hide method from childrenC++：对孩子隐藏方法
【发布时间】：2017-11-01 12:50:39
【问题描述】：

我有一个名为transform 的类及其子类translation、rotation 和scaling，它们应该对三角形应用变换。

每个子类都覆盖apply_transform() 方法：

class transform
{
protected:
    virtual triangle apply_transform(const triangle&) const = 0;
public:
    static triangle apply_transforms(const triangle&, const std::initializer_list<const transform*>&);
};

class scaling : public transform
{
...
public:
    triangle apply_transform(const triangle&) const override;
};

//same for rotation and translation

我还有一个叫做apply_transforms的函数，它应该可以被外界访问，我用它来应用多个转换。我将transform* 的列表传递给它以启用多态性。

我唯一的问题是，现在子类也知道这种方法。这让我很困扰，因为子类不应该能够应用所有其他转换。

有没有一个优雅的解决方案？

【问题讨论】：

好吧，您要么拥有对外界可见的函数（包括派生类），要么将其隐藏给所有人。
apply_transforms 可以在三角形类上是公共静态的吗？
我建议您不要再为此烦恼了。是不是我这个跟几何无关的字符串类也可以访问这个函数？

标签： c++ oop inheritance polymorphism information-hiding

【解决方案1】：

使apply_transforms 成为一个非成员函数，它不包含在实现transform 的类所需的头文件中。

【讨论】：

【解决方案2】：

我建议稍微改变一下你对变换的看法。

使transform 成为一个类，这样它就不需要从它派生其他类。转换一个点所需的所有数据都可以保存在这个类中。
添加构造缩放变换、平移变换和旋转变换的函数。
添加函数以乘以变换，以及乘以变换和点。这些可以作为转换其他形状的构建块。
根据需要添加转换其他形状的函数。

以骨骼形式，

class transform { ... };
class position { ... };

// tag structs
struct rotation_about_x {};
struct rotation_about_y {};
struct rotation_about_z {};

// Functions to construct transforms
transform construct_scale_transform(double scale_factor) { ... };
transform construct_translation_transform(position pos) { ... };
transform construct_rotation_transform(double angle, rotation_about_x tag) { ... };
transform construct_rotation_transform(double angle, rotation_about_y tag) { ... };
transform construct_rotation_transform(double angle, rotation_about_z tag) { ... };

// Function to transform a point.
position operator*(transform const& t, position const& p) { ... }

// Function to multiply transforms.
transform operator*(transform const& t1, transform const& t2) { ... }


// Functions to apply transforms to other objects.
triangle operator*(transform const& tr, triangle const& t) { ... }
...

用法：

transform t1 = construct_rotation_transform(10, rotation_about_x{});
transform t2 = construct_translation_transform({20, 10, 0});

position p1{100, 200, 30};
position p2 = t1*t2*p1;

triangle tr1{ ... }
triangle tr2 = t1*t2*tr1;

如果您要多次使用相同的组合变换，请先计算组合变换并将其用于所有变换。

transform t1 = construct_rotation_transform(10, rotation_about_x{});
transform t2 = construct_rotation_transform(5, rotation_about_y{});
transform t3 = construct_translation_transform({20, 10, 0});
tranform tc = t1 * t2 * t3;

position p1{100, 200, 30};
position p2 = tc*p1;

triangle tr1{ ... }
triangle tr2 = tc*tr1;

【讨论】：

但请注意，使用 * 的“自然”语法在 C++ 中始终是从左到右关联的，这可能效率低下：en.wikipedia.org/wiki/Matrix_chain_multiplication
@BenVoigt，说得好。幸运的是，您可以计算组合变换并根据需要多次使用它。

【解决方案3】：

事实上，由于您的 apply_transforms(...) 方法是公开的，因此所有潜在的调用者都可以使用它。考虑到这一点，您不能也不应该阻止子类看到这些方法。

如果您知道您的方法将从特定的类中调用，您可以将您的方法设为私有并将这些调用类声明为好友。

否则，将方法封装在不同的类中，以防止transform的子类包含它。

【讨论】：