继承：'A' 是 'B' 的不可访问的基础

Question

$ cat inheritance.cpp 
#include <iostream>

using namespace std;

class A { };
class B : private A { };

int main() {
    A* ab = new B;
}
$
$ g++ inheritance.cpp
inheritance.cpp: In function 'int main()':
inheritance.cpp:9: error: 'A' is an inaccessible base of 'B'
$

我只是不明白这个错误。

据我所知，正如this tutorial 所确认的那样，private 继承只会改变class B 的成员对外部世界的可见性。

我认为私有说明符不仅仅是改变class B 成员的可见性。

• 为什么在继承时会出现这个错误，这是什么意思？
• 在 C++ 中允许这种类型的代码基本上有什么问题？看起来完全无害。

Answer 1

通过将继承设为私有，您基本上是在说，即使 B 从 A 继承（完全）这一事实也是私有的——外部世界无法访问/不可见。

没有冗长的讨论如果允许会发生什么，简单的事实就是不允许。如果您想使用指向基址的指针来引用派生类型的对象，那么您几乎无法使用公共继承。

私有继承不一定必须（甚至通常）遵循Liskov substitution principle。公共继承断言派生对象可以替换基类的对象，并且仍然会产生正确的语义将。但是，私有继承不断言。对私有继承所隐含的关系的通常描述是“按照以下方式实现”。

公共继承意味着派生类维护基类的所有功能，并可能添加更多功能。私有继承通常或多或少意味着相反：派生类使用通用基类来实现具有更受限制的接口的东西。

例如，让我们暂时假设 C++ 标准库中的容器是使用继承而不是模板实现的。在当前系统中，std::deque和std::vector是容器，std::stack是容器适配器，提供了更受限制的接口。由于它是基于模板的，您可以使用std::stack 作为std::deque 或std::vector 的适配器。

如果我们想提供基本相同的继承，我们可能会使用私有继承，所以std::stack 会是这样的：

class stack : private vector {
    // ...
};

在这种情况下，我们绝对不希望用户能够像操纵vector 一样操纵我们的stack。这样做可能（并且很可能）违反堆栈的期望（例如，用户可以在中间插入/删除项目，而不是像预期的那样纯粹类似于堆栈的方式）。我们基本上使用vector 作为实现堆栈的便捷方式，但是如果（例如）我们更改了stack 独立的实现（不依赖于基类）或重新实现它std::deque，我们确实不希望它影响任何客户端代码——对于客户端代码，这应该只是一个堆栈，而不是某种特殊的向量（或双端队列）。 p>

Answer 2

私有继承应该只改变 B 类的成员对外界可见的方式

确实如此。如果

A* p = new B;

被允许，那么任何B 的继承成员都可以从外部世界访问，只需创建一个A*。由于它们是私人继承的，因此这种访问是非法的，upcast 也是如此。

Answer 3

clang++ 给出了一个更容易理解的错误信息：

example.cpp:9:13: error: cannot cast 'B' to its private base class 'A'
    A* ab = new B;
            ^
example.cpp:6:11: note: declared private here
class B : private A { };
          ^~~~~~~~~
1 error generated.

我不是 C++ 专家，但看起来只是不允许这样做。我会去看看规范，看看我想出了什么。

编辑：这是规范中的相关参考 - 第 4.10 指针转换 节，第 3 段：

“指向 cv D 的指针”类型的纯右值，其中 D 是类类型，可以转换为“指向 cv B 的指针”类型的纯右值，其中B 是D 的基类。如果B 是D 的一个不可访问或模棱两可的基类，则需要这种转换的程序是不正确的。

Answer 4

这很简单：A 是私有继承的事实意味着B 扩展A 是一个秘密，只有B“知道”它。这就是私有继承的定义。

Answer 5

私有继承是指在派生类之外，继承信息是隐藏的。这意味着您不能将派生类强制转换为基类：调用者不知道这种关系。

Answer 6

这是有效的

#include <iostream>

using namespace std;

class A{
    public:
        virtual void update() = 0;
};

class B: public A{
    public:
    virtual void update(){std::cout<<"hello";};
};

int main()
{
    A *a = new B();

    a->update();

    return 0;
}