来自剑指offer
题目:用C++设计一个不能被继承的类
分析:
C#中定义了关键字sealed,被sealed修饰的类不能被继承。在java中同样有关键字final表示一个类型不能被继承。在C++中没有类似于sealed和final的关键字,我们只能自己去实现。
常规解法:
在C++中子类的构造函数会自动调用父类的构造函数,子类的析构函数也会自动调用父类的析构函数。要想一个类不能被继承,我们只要把它的构造函数和析构函数都定义为私有函数。那么当一个类试图从它那继承的时候,必然会由于调用构造函数、析构函数而导致编译错误。再定义一公有的静态函数来创建和释放类的实例。
class SealedClass1 { public: static SealedClass1* GetInstance() { return new SealedClass1; } static void DeleteInstance(SealedClass1* pInstance) { delete pInstance; } private: SealedClass1(){} ~SealedClass1(){} };
缺点:使用不方便,创建实例只能创建在堆上,而不能在栈上创建实例。
新奇解法:
这种方法得学习一下,我原来也不知道。
template<typename T> class MakeSealed { public: friend T; private: MakeSealed(){} ~MakeSealed(){} }; class SealedClass2: virtual public MakeSealed<SealedClass2> { public: SealedClass2(){} ~SealedClass2(){} };
这个SealedClass2使用起来和一般的类型没有区别,我们可以在堆栈创建实例。MakeSealed<SealedClass2>的构造、析构函数是私有的,但是由于类SealedClass2是它的友元类型,因此在SealedClass2中调用MakeSealed<SealedClass2>的构造函数和析构函数都不会引起编译错误。
但当我们试图从SealedClass2中派生一个类并创建它的实例的时候,却不能通过编译。比如我们从SealedClass2中派生出类型Try:
class Try:public SealedClass2 { public: Try(){} ~Try(){} };
会报错,如下:
这是由于SealedClass2是从类MakeSealed<SealedClass2>继承过来的,在调用Try的构造函数时,会跳过SealedClass2而直接调用MakeSealed<SealedClass2>的构造函数。非常遗憾的是,Try不是MakeSealed<SealedClass2>的友元类型,因此不能调用它的私有构造函数。
注:第二章方法的可移植性不好。虽然SealedClass2在VS能够编译,但由于GCC中对friend的要求不同于VS,目前在最新的GCC中还不支持模板参数类型作为友元类型。