C++实现不能被继承的类——终结类 分类： C/C++ 2015-04-06 14:48 64人阅读 评论(0) 收藏

1.       问题

    C++如何实现不能被继承的类，即终结类。Java中有final关键字修饰，C#中有sealed关键字修饰，而C++目前还没有类似的关键字来修饰类实现终结类，需编程人员手动实现。

 

2.       解决方法

    基本思路：由于任何派生类的对象在创建的时候，都必需在派生类的构造函数中调用父类的构造函数。所以，只要类的构造函数在子类中无法被访问，那么就阻止了该类被继承，实现终结类。

    如果将一个类的构造函数声明为私有（private），可以阻止该类进一步派生，但是该类也无法直接实例化了，此方法行不通。注意，构造函数为private的类，无法直接实例化，但是可以被间接实例化。间接实例化方法是：类中定义一个公有的静态成员函数，由这个函数来完成对象的初始化工作。联想到C++的单例模式singleton，也是用到了这个方法，C++的单例模式的实现见如下代码：

class CSingleton  
{  
private:  
    CSingleton(){};   //构造函数是私有的  
    static CSingleton *m_pInstance;  
public:  
    static CSingleton * GetInstance()  
    {  
        if(m_pInstance == NULL)  //判断是否第一次调用  
            m_pInstance = new CSingleton();  
        return m_pInstance;  
    }  
};  

    C++中实现不能被继承的类的最为有效安全方便的方法是使用“虚拟继承”。一个基类如果被虚拟继承，那么在创建它的孙子类的对象时，该基类的构造函数需要单独被调用。此时，如果该基类的构造函数在孙子类的构造函数中无法访问，那么就实现了基类的子类不能被继承。

    利用虚拟继承的这种特性，我们可以设计出这样一个基类FinalParent，它不定义任何数据成员，这样任何类从它派生并不会增加任何空间上的开销。将它的默认构造函数的访问权限设定为protected，这样它自身不能产生任何实例，只能用作基类。一个使用基类FinalParent的实现终结类的例子如下：

#include <iostream>
using namespace std;
class FinalParent
{
protected:
  FinalParent();
};

class FinalClass:private virtual FinalParent
{
public:
  FinalClass():num(1){};
  void show()
  {
     cout<<"num:"<<num<<endl;
  }
private:
  int num;

};

class FinalClassChild:public FinalClass
{
  int a;
public:
  FinalClassChild():a(0){};
};

int main(int argc,char* argv[])
{
  FinalClassChild f;//报错，无法访问FinalParent：：FinalParent()
  return 0;
}

    从程序中可以看出，当FinalClassChild试图继承FinalClass的时候，FinalClassChild的构造函数中需要调用FinalParent的构造函数，而FinalParent的构造函数在FinalClass中已经变成了私有private，不能被FinalClassChild的任何成员函数所访问，导致编译错误。所以，任何一个类，只要虚拟继承类FinalParent，就不能被继续继承，从而简单、高效安全的实现了“终结类”。

参考文献：

[1]陈刚.C++高级进阶教程[M].武汉：武汉大学出版社，2008:280-282

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