为什么 GoF 建议在 C++ 模板方法模式实现中使用受保护（而不是私有）虚拟方法？答案

【问题标题】：Why does GoF advise using protected (as opposed to private) virtual methods in a C++ Template Method Pattern implementation?为什么 GoF 建议在 C++ 模板方法模式实现中使用受保护（而不是私有）虚拟方法？
【发布时间】：2012-03-25 01:10:16
【问题描述】：

来自四人组的模板方法模式：

三个实现问题值得注意：

使用 C++ 访问控制。在 C++ 中，模板方法调用的原始操作可以声明为受保护成员。这确保它们仅由模板方法调用。原始操作必须被覆盖的被声明为纯虚拟。模板方法本身不应被覆盖；因此您可以制作模板方法一个非虚拟成员函数。

“这确保它们只被模板方法调用。”不是真的，是吗？由于原始方法（例如，如果有些是虚拟的而不是纯虚拟的）也可以从派生类中调用。仅将原始方法声明为私有可确保它们仅由模板方法调用，这不是真的吗？然后，私有虚拟原始方法仍然可以在子类中实现（或重新实现），以提供在超类的模板方法中定义的算法中所需的特殊行为。

参见 Herb Sutter 的“虚拟”：

http://www.gotw.ca/publications/mill18.htm

他声明的地方：

准则 #2：倾向于将虚拟函数设为私有。准则 #3：仅当派生类需要调用虚函数，使虚函数受保护。

我在 GoF 模板方法模式中没有看到派生类调用虚函数的基类实现的任何要求，那么为什么四人组建议将这些函数设为受保护而不是私有？

【问题讨论】：

标签： c++ design-patterns virtual template-method-pattern

【解决方案1】：

答案很简单：

Design Patterns dates from 1994。此时，C++ 仍在大力发展为我们今天所熟知的语言——之前的标准于 1998 年完成！编译器有问题，不支持我们现在认为理所当然的重要功能。

但更重要的是，很多东西还没有被发现（尤其是主流程序员）。以模板元编程为例，整个过程只是“偶然发现”around the same time。

我高度怀疑私有虚函数也是如此：GoF 根本不知道这是合法的 C++。或者，如果是的话，它还没有确立为惯例。

事实上，即使不考虑 C++11，大多数在 1994 年被认为“好”的 C++ 代码在今天都被认为过于复杂且容易出错。

【讨论】：

历史观点或多或少是正确的——在 1995 年，我认为大多数 C++ 程序员都没有想到可以覆盖私有函数。（std::streambuf 中的虚函数是受保护的，而不是私有的。）不过，即使在今天，我认为有些人更喜欢 protected 而不是 private 来使用这些函数。派生类当然必须知道它们，而对于那些人来说，private 意味着私有，至少对于人类读者来说是私有的，如果不是编译器的话。
@James 我可以证明这一点……直到最近我才意识到这是合法的，并且一开始发现它非常不直观……
谢谢。我怀疑这是答案，但在问这个问题之前，我有 Stephen Dewhurst 的 C++ Common Knowledge (2005) 手头，这让我怀疑我缺少的受保护/私有论点还有更多的东西。它关于模板方法的章节提到它“通常”被实现为调用受保护的虚拟函数，它继续在代码示例中使用。它没有提及模板方法调用的原始函数的私有与受保护问题。