# [24] 繼承 — 私有繼承和保護繼承
## FAQs in section [24]:
* [24.1] 如何表示“私有繼承”？
* [24.2] 私有繼承和組合(composition)有什么類似？
* [24.3] 我應該選誰：組合還是私有繼承？
* [24.4] 從私有繼承類到父類需要指針類型轉換嗎？
* [24.5] 保護繼承和私有繼承的關系是什么？
* [24.6] 私有繼承和保護繼承的訪問規則是什么？
## 24.1 如何表示“私有繼承”？
用 `:?private` 代替 `:?public`，例如
```
?class?Foo?:?private?Bar?{
?public:
???//?...
?};
```
## 24.2 私有繼承和組合(composition)有什么類似？
私有繼承是組合的一種語法上的變形（聚合或者?“有一個”）
例如，“汽車有一個(has-a)引擎”關系可以用單一組合表示為：
```
?class?Engine?{
?public:
???Engine(int?numCylinders);
???void?start();?????????????????//?Starts?this?Engine
?};
?class?Car?{
?public:
???Car()?:?e_(8)?{?}?????????????//?Initializes?this?Car?with?8?cylinders
???void?start()?{?e_.start();?}??//?Start?this?Car?by?starting?its?Engine
?private:
???Engine?e_;????????????????????//?Car?has-a?Engine
?};
```
同樣的“有一個”關系也能用私有繼承表示：
```
?class?Car?:?private?Engine?{????//?Car?has-a?Engine
?public:
???Car()?:?Engine(8)?{?}?????????//?Initializes?this?Car?with?8?cylinders
???using?Engine::start;??????????//?Start?this?Car?by?starting?its?Engine
?};
```
兩種形式有很多類似的地方：
* 兩種情況中，都只有一個?Engine?被確切地包含于?Car?中
* 兩種情況中，在外部都不能將?`Car*`?轉換為?`Engine*`
* 兩種情況中，`Car`類都有一個`start()`方法，并且都在包含的`Engine`對象中調用`start()`方法。
也有一些區別：
* 如果你想讓每個?`Car`都包含若干?`Engine`，那么只能用單一組合的形式
* 私有繼承形式可能引入不必要的多重繼承
* 私有繼承形式允許?`Car`?的成員將?`Car*`?轉換成`Engine*`
* 私有繼承形式允許訪問基類的保護（`protected`）成員
* 私有繼承形式允許?`Car`?重寫?`Engine`?的虛函數
* 私有繼承形式賦予`Car`一個更簡潔（20個字符比28個字符）的僅通過 `Engine`調用的`start()`方法
注意，私有繼承通常用來獲得對基類的?protected:?成員的訪問，但這只是短期的解決方案（權宜之計）
## 24.3 我應該選誰：組合還是私有繼承？
盡可能用組合，萬不得已才用私有繼承
通常你不會想訪問其他類的內部，而私有繼承給你這樣的一些的特權（和責任）。但是私有繼承并不有害。只是由于它增加了別人更改某些東西時，破壞你的代碼的可能性，從而使維護的花費更昂貴。
當你要創建一個?`Fred`?類，它使用了?`Wilma`?類的代碼，并且`Wilma`?類的這些代碼需要調用你新建的?`Fred`?類的成員函數。在這種情況下，`Fred`??調用?`Wilma`?的非虛函數，而`Wilma`?調用（通常是純虛函數）被`Fred`重寫的這些函數。這種情況，用組合是很難完成的。
```
?class?Wilma?{
?protected:
???void?fredCallsWilma()
?????{
???????std::cout?<<?"Wilma::fredCallsWilma()\n";
???????wilmaCallsFred();
?????}
???virtual?void?wilmaCallsFred()?=?0;???//?純虛函數
?};
?class?Fred?:?private?Wilma?{
?public:
???void?barney()
?????{
???????std::cout?<<?"Fred::barney()\n";
???????Wilma::fredCallsWilma();
?????}
?protected:
???virtual?void?wilmaCallsFred()
?????{
???????std::cout?<<?"Fred::wilmaCallsFred()\n";
?????}
?};
```
## 24.4 從私有繼承類到父類需要指針類型轉換嗎？
一般來說，不。
對于該私有繼承類的成員函數或者友元來說，和基類的關系是已知的，并且這種從`PrivatelyDer*`?到?`Base*`?（或?`PrivatelyDer&`?到?`Base&`）的向上轉換是安全的，不需要也不推薦進行類型轉換。
然而，對于該私有繼承類（`PrivatelyDer`）的用戶來說，應該避免這種不安全的轉換。因為它基于`PrivatelyDer`的私有實現，它可以自行改變。
## 24.5 保護繼承和私有繼承的關系是什么？
相同點：都允許重寫私有/保護基類的虛函數，都不表明派生類“是一種（a kind-of）”基類。
不同點：保護繼承允許派生類的派生類知道繼承關系。如此，子孫類可以有效的得知祖先類的實現細節。這樣既有好處（它允許保護繼承的子類使用它和保護基類的關聯）也有代價（保護派生類不能在無潛在破壞更深派生類的情況下改變這種關聯）。
保護繼承使用?`:?protected`?語法：
```
?class?Car?:?protected?Engine?{
?public:
???//?...
?};
```
## 24.6 私有繼承和保護繼承的訪問規則是什么？
以這些類為例：
```
?class?B????????????????????{?/*...*/?};
?class?D_priv?:?private???B?{?/*...*/?};
?class?D_prot?:?protected?B?{?/*...*/?};
?class?D_publ?:?public????B?{?/*...*/?};
?class?UserClass????????????{?B?b;?/*...*/?};
```
子類都不能訪問?`B`?的私有部分。在?`D_priv`中，B?的公有和保護部分都是私有的。在?`D_prot`中，`B`?的公有和保護部分都是保護的。在?`D_publ`?中，`B`?的公有部分是公有的，`B`?的保護部分是保護的（`D_publ`?是一種?`B`）。`UserClass`?類僅僅可以訪問?`B`?的公有部分。
要使?`B`?的公有成員在?`D_priv`?或?`D_prot`中也是公有的，則使用?`B::`?前綴聲明成員的名稱。例如，要使?`B::f(int,float)`成員在?`D_prot`中公有，應該這樣寫：
```
?class?D_prot?:?protected?B?{
?public:
???using?B::f;??//?注意:?不是?using?B::f(int,float)
?};
```
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