复合模型 - 关于《effective C++》条款39：明智而审慎地使用private继承 中的的一个问题

Question

我们有这样一个定时器

class Timer{
public:
    explict Timer(int tickFrequency);
    virtual void onTick() const;
    ...
};

　　然后比较了继承和复合。
　　继承的代码：

class Widget:private Timer{
private:
    virtual void onTick() const;
    ...
};

　　然后书上说：

首先，你或许会想设计Widget使它得以拥有derived classes，但同时你可能会想阻止derived classes重新定义onTick。如果Widget继承自Timer，上面的想法就不可能实现，即使是private继承也不可能。

　　首先，这里说的是重新定义。重定义函数要求基类中的对应函数是非虚的，而给出的代码是虚的。如果说的是重写，我们不想基类中的对应函数被重写就不要讲它声明为virtual不就可以了吗，书上到底想要说的是一个什么问题？？？

Answer 1

This is just what we're looking for. A Timer object can be configured to tick with whatever frequency we need, and on each tick, it calls a virtual function. We can need, and on each tick, it calls a virtual function. We cancan> that virtual function so that it examines the current state of the Widget world. Perfect!

根據前文對Timer的描述，可以得知onTick必須是虛函數，因為Timer的衍生類別需要透過重寫onTick來改變這個函數的行為（比方說定義新的Timer時）。 redefine是重寫的意思。

現在Widget需要一個Timer，可能需要重寫Timer的onTick函數來滿足自己的需求，同時從Widget派生出來的類別要無法改變onTick的行為。

讓Widget「擁有」一個onTick有兩種方案：繼承或聚合。

如果採用Widget繼承Timer，onTick可被重寫；但如此的話，Widget的衍生類別也都可以重寫onTick，因為Widget繼承了Timer，且onTick在Timer裡被宣告為虛函數。 （

宣告在非直接基底類別裡的虛函數也可以被重寫

，衍生類別無法取消在基底類別中宣告的虛函數，一組虛函數只需要在基底類別宣告為virtual即可） 而聚合則能避免繼承所帶來的這個問題：Widget聚合一個Timer的衍生類，根據需求在衍生類別裡重寫onTick。如書中所舉的例子（WidgetTimer中的onTick聲明時的virtual是多餘的）：

class Widget {
 private:
  class WidgetTimer: public Timer {
   public:
     virtual void onTick() const;
     ...
  };
  WidgetTimer timer;
  ...
};

非相關：

雖然無法取消虛擬函數，但是可以利用域的巢狀關係隱藏基底類別的虛擬函數，比方說定義一個同名的可呼叫物件。這樣一些特定的呼叫會直接找到這個對象，而不是虛成員函數。但依然

無法阻止重寫

。

#include <cassert>

struct Timer {
  virtual void onTick() {}
};

struct Widget : Timer {
  struct Callable {
    void operator()() {}
  } onTick;
  
  void bar() {
    this->onTick();
    onTick();
  }
};

struct Derived : Widget {
  void onTick() {
    assert(false);
  }
};

int main() {
  Derived obj;
  static_cast<Widget &>(obj).onTick();
  static_cast<Widget &>(obj).bar();
  
  static_cast<Timer &>(obj).onTick(); // assert failed
  return 0;
}