【问题标题】:Limit inheritance/derivation of an abstract class (only pure virtual functions) to a certain class将抽象类(仅限纯虚函数)的继承/派生限制为某个类
【发布时间】:2017-01-19 17:22:41
【问题描述】:

Given 是一个抽象类AbstractParentPrinter(即带有纯虚函数):

class AbstractParentPrinter {
public:
  virtual void print() = 0;
};

AbstractPrinterAbstractParentPrinter 的(抽象)子类:

template<typename T, typename = std::enable_if<std::is_base_of<AbstractPrinterStore, T>::value>>
class AbstractPrinter : public AbstractParentPrinter {
protected:
  T& getPrinterStore() {
        return printerStore;
    }
private:
  static T printerStore;
};
template<typename T>
T AbstractPrinter <T>::printerStore;

PrinterAAbstractPrinter&lt;PrinterStoreA&gt; 的子类。 PrinterStoreAAbstractPrinterStore 的子类(未显示)。

class PrinterA : public AbstractPrinter<PrinterStoreA> {
public:
  void print() {
   // Do something with PrinterStoreA and print
   // An AbstractPrinterStore here instead would be not sufficient
   std::cout << "Printer A has printed!" << std::endl; 
  }
};

由于AbstractPrinter&lt;T&gt;(与AbstractParentPrinter 合并)无法存储在std::vector 中,因此我为此创建了一个父非模板类AbstractPrinter。除了AbstractPrinter 之外,如何防止从AbstractParentPrinter 派生?

【问题讨论】:

  • 你真的需要吗?可能有一些非常高级的模板技巧可以让你做到这一点,但是否真的值得为此添加大量其他无用、难以破译的样板代码?
  • 如果这个抽象类只能由一个类派生,那么它的意义何在?为什么不合并两者?
  • @antred 我添加了额外的代码/上下文来为我的问题提供动力。
  • @RedX 如果我合并 AbstractParentPrinter 和 AbstractPrinter 我会得到一个模板类,它不能存储在 std::vector 中(见我问题的最后一段)。
  • 也许只是写一个不要从AbstractParentPrinter继承的评论以及为什么,这样你将来和其他维护这个代码的人都会知道发生了什么

标签: c++ templates inheritance abstract-class derived-class


【解决方案1】:

您可以将最基本的类的构造函数设为私有,然后将要从中派生的类设为它的朋友。

class AbstractParentPrinter
{
    private: AbstractParentPrinter()
    {}

    template<typename t> friend class AbstractPrinter;
};

另一种方法是限制对类的任何使用(不仅仅是继承),例如使用匿名命名空间或将其设为嵌套类。

====标题中问题的简单一般案例答案到此结束====

在您的情况下,可能会考虑更改结构以使用非虚拟接口模式。您将创建一个可以保留在向量中的非模板类,该类将拥有指向其中一个模板版本的指针。这是对 pImpl 模式的使用。

class AbstractParentPrinter;

class Printer
{

    AbstractParentPrinter* pImpl;


    public:

    void print();

    //add some constructor code/declaration to initialise pImpl to the correct template      

};

您可以将 AbstractParentPrinter 嵌套在 Printer 中,也可以像上面一样前向声明它。如果你嵌套它,你可以使用 std::unique_ptr,否则你会在打印机的析构函数中删除它。

在 cpp 中

class AbstractParentPrinter
{
    public: virtual void print() = 0;
};

// insert the template definitions here if you like

void Printer::print()
{
    pImpl->print();
}

模板甚至可以放在同一个 cpp 中(是的 cpp 中的模板 - 通常必须将它们放在头文件中的全部目的是让其他代码可以访问它们,但我假设你的问题的动机就是隐藏这些实现细节)

所以你仍然有你原来的基类和实现打印的模板,但是现在你有一个额外的非抽象、非模板的打印机类,但是拥有这个类还有其他好处。您的消费代码不需要了解抽象类和模板 - 它可以只包含打印机的向量,不需要处理指向打印机的指针,这样可以更轻松地管理打印机对象的生命周期. Printer 类创建的额外层还可以将调用代码与各种打印类实现的更改隔离开来。

【讨论】:

  • 能否举个例子说明我的情况下非虚拟接口模式的应用?
  • 如果我对您的理解正确,那么我将为每个 AbstractPrinter,即 AbstractPrinter、AbstractPrinter、... 增加一个类。对吗?
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