从派生类中删除虚函数答案

【问题标题】：Delete virtual function from a derived class从派生类中删除虚函数
【发布时间】：2014-08-27 21:25:55
【问题描述】：

我有一个虚拟基类函数，它永远不应该在特定的派生类中使用。有没有办法“删除”它？我当然可以给它一个空定义，但我宁愿尝试使用它会引发编译时错误。 C++11 delete 说明符似乎是我想要的，但是

class B
{
    virtual void f();
};

class D : public B
{
    virtual void f() = delete; //Error
};

不会编译；至少，gcc 明确不会让我删除具有未删除基本版本的函数。是否有其他方法可以获得相同的功能？

【问题讨论】：

这怎么可能？你想D *d = new D(); static_cast<B *>(d)->f() 出现编译器错误吗？
@BryanChen 如果它被转换为指向基类的指针，那么它应该像指向基类的指针一样——在这种情况下，D::f 仍然会被调用，所以是的。
那么在这种情况下你会期待什么行为？
@Theolodis 更改了我对 Bryan Chen 问题的回答，暂时忘记了派生类函数在将指针转换为基类后仍会被调用。
我认为您误解了delete 关键字的使用。 delete 关键字不是为了从子类中删除方法，这会破坏继承规则，它应该用于禁用特定调用（例如复制调用或从特定类型的参数调用）。

标签： c++ inheritance c++11 derived-class

【解决方案1】：

该标准不允许您删除派生类中基类的任何成员，这是有充分理由的：
这样做会破坏继承，特别是“is-a”关系。

由于相关原因，它不允许派生类定义在基类中删除的函数：
钩子不再是基类合约的一部分，因此它阻止您依赖不再存在的先前保证。

如果你想变得棘手，你可以强制出错，但它必须是链接时间而不是编译时间：
声明成员函数，但永远不要定义它（虽然这不能 100% 保证适用于虚函数）。
最好还查看 GCC deprecated 属性以获取早期警告__attribute__ ((deprecated))。
详情及类似的MS魔法：C++ mark as deprecated

【讨论】：

好的 +1 链接时间错误建议。我不关心具体使用delete，我只想要功能。
实际上，即使从未调用过f，这样做也会产生“未定义的vtable”错误，如here所示。
@MattPhillips：如果某些虚拟方法的实现不存在，一些编译器/链接器不会抱怨。有时取决于编译器选项。尽管如此，最好的选择始终是弃用。

【解决方案2】：

标准不允许这样做，但是您可以使用以下两种解决方法之一来获得类似的行为。

第一种是使用using 来将方法的可见性更改为私有，从而防止其他人使用它。该解决方案的问题在于，在超类的指针上调用该方法不会导致编译错误。

class B
{
public:
    virtual void f();
};

class D : public B
{
private:
    using B::f;
};

到目前为止，我发现在调用Ds 方法时出现编译时错误的最佳解决方案是使用带有继承自false_type 的通用结构的static_assert。只要没有人调用该方法，该结构就会保持未定义，static_assert 就不会失败。

如果方法被调用，但是结构体被定义并且它的值为假，所以static_assert失败。

如果方法没有被调用，但是你尝试在超类的指针上调用它，那么Ds 方法没有被定义并且你得到一个undefined reference 编译错误。

template <typename T>
struct fail : std::false_type 
{
};

class B
{
public:
    virtual void f() 
    {
    }
};

class D : public B
{
public:
    template<typename T = bool>
    void
    f()
    {
        static_assert (fail<T>::value, "Do not use!");
    }
};

另一种解决方法是在使用该方法时引发异常，但这只会在运行时引发。

【讨论】：

很好，但B* d = new D(); d->f(); 将毫无错误地运行（并且B::f 将被调用），但这是我希望发生错误的那种情况。
@MattPhillips 正如您在您的 cmets 中所说的那样，无论如何都会出现这种行为，还是我错了？
不，我永远不想调用基类版本。在您回答之后，我对 Bryan Chen 的回答已更新，在这种情况下我希望出现编译器错误。
我测试了您的最后一个解决方案here，不幸的是，无论是否调用f，它似乎都会导致错误。
@Zingam 如果你输入static_assert(false); 它永远不会编译。模板结构只有在使用方法时才会被初始化。

【解决方案3】：

您可以做的只是在派生实现中抛出异常。例如，Java Collections 框架做得非常过分：当对不可变的集合执行更新操作时，相应的方法会简单地抛出一个UnsupportedOperationException。你可以在 C++ 中做同样的事情。

当然，这只会在运行时显示对函数的恶意使用；不是在编译时。但是，使用虚方法，由于多态性，您无论如何都无法在编译时捕获此类错误。例如：

B* b = new D();
b.f();

在这里，您将D 存储在B* 变量中。因此，即使有办法告诉编译器不允许在 D 上调用 f，编译器也无法在此处报告此错误，因为它只能看到 B。

【讨论】：

【解决方案4】：

“我有一个虚拟基类函数，它永远不应该在特定的派生类中使用。”

在某些方面这是矛盾的。虚函数的全部意义在于为基类提供的契约提供不同的实现。你试图做的是打破合同。 C++ 语言旨在防止您这样做。这就是为什么当你实例化一个对象时它强制你实现纯虚函数。这就是为什么它不允许您删除部分合同。

正在发生的事情是一件好事。它可能会阻止您实施不适当的设计选择。

但是：

有时，有一个什么都不做的空白实现是合适的：

void MyClass::my_virtual_function()
{
    // nothing here
}

或者返回“失败”状态的空白实现：

bool MyClass::my_virtual_function()
{
    return false;
}

这完全取决于您要做什么。如果你能提供更多关于你想要达到的目标的信息，也许有人可以为你指明正确的方向。

编辑

如果您考虑一下，为了避免调用特定派生类型的函数，调用者需要知道它正在调用什么类型。调用基类引用/指针的全部意义在于您不知道哪个派生类型将接收调用。

【讨论】：

"调用基类的全部意义......" 这适用于一般情况，但并非总是如此；如果它总是正确的，c++ 语言将不包含static_cast 和dynamic_cast。有时派生类标识对调用代码很重要，而这就是其中之一。
直接处理派生类有时很重要。这确实是 dynamic_cast 的用途。但是你不再调用基类引用/指针，所以我的陈述并不真正适用。但我希望它能回答你的问题，为什么它不允许。

【解决方案5】：

我有一个虚拟基类函数，不应该在特定派生类中使用。

C++11 提供了一个关键字final，它可以防止虚函数被覆盖。

看：http://en.cppreference.com/w/cpp/language/final。

class B
{
  virtual void f() final;
};

class D : public B
{
  // virtual void f();  // a compile-time error
  // void f() override; // a compile-time error
  void f(); // non-virtual function, it's ok
};

【讨论】：

这只是确保它没有被覆盖，但函数仍然被继承