【Exceptional C++（13）】使用/滥用继承

问题

• 耦合关系要尽量减少，如果class和class之间有多种方式表达，使用关系最弱的一种，继承是C++所能表达的最强烈关系，只有在没有性能相近的更弱关系时才使用继承
• 以下template提供了list的管理功能，包括特定list位置上处理元素的能力

// Example 1
template <class T>
class MyList {
public:
    bool Insert(const T&, size_t index);
    T Acess(size_t index) const;
    size_t Size() const;
private:
    T* buf;
    size_t bufsize;
};

• 考虑下面代码，以MyList为基础实现一个MySet

template <class T>
class MySet1 : private MyList<T>
{
public:
    bool Add(const T&); // call Insert()
    T Get(size_t index) const;
    // call Acess()
    using MyList<T>::Size;
    ...
};
template <class T>
class MySet2
{
public:
    bool Add(const T&); // call impl_.Insert()
    T Get(size_t index) const;
    // call impl_.Acess()
    size_t Size() const; // call impl_.Size()
    ...
private:
    MyList<T> impl_;
};

• MySet1和MySet2有区别吗？nonpublic inheritance和containment有什么不同？

解答

• 两者没有实际意义上的区别，因为它们功能相同
• nonpublic inheritance应该总是表现出is implemented in terms of的意义，containment总是表现出has a的意义，连带也有is implemented in terms of的意义。可见inheritance是single containment的一个超集，可以用MyList<T> member完成的都可以用继承自MyList<T>完成。inheritance只能拥有一份MyList<T>作为base subobject，如果需要拥有多份MyList<T>实体，就要用containment
• 尽量用aggregation（也叫composition、layering、has-a、delegation）取代inheritance
• 需要使用inheritance的理由
  • 需要重写虚函数，这是inheritance的经典使用理由
  • 需要处理protected member
  • 需要在一个base subobject之前构建used object，或在之后摧毁used object
  • 需要分享某个共同的虚基类或重写虚基类的构建程序
  • 从只有函数没有成员变量的empty base class继承不会增加空间负担，能获得最佳收益
  • 需要实现受限制的多态，即LSP ISA，一个受到束缚的IS-A关系
• 分析MySet看看是否适用上述标准
  • MyList没有protected member，所以不需要继承来存取
  • MyList没有虚函数，不需要继承重写
  • MyList没有其他基类，所以MyList对象不需要在另一个basesubobject之前构建或之后销毁
  • MyList没有虚基类是需要共享的或construction需要重写
  • MyList不是空的，不适用empty base class最佳化
  • MySet不是一个IS-NOT-A MyList
• 所以MySet不应继承MyList，下面重写MySet2，以更广泛的方式使用containment，不只是以MyList<T>为基础具现，标准库就是用这项技术来完成stack和deque两个template的

template <class T, class Impl = MyList<T>>
class MySet3
{
public:
    bool Add(const T&); // call impl_.Insert()
    T Get(size_t index) const;
    // call impl_.Acess()
    size_t Size() const; // call impl_.Size()
    ...
private:
    Impl impl_;
};