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[OOD-More C++ Idioms] 內部類 (Inner Class)

來源：程序員人生發布時間：2016-02-29 16:54:00 閱讀次數：3813次

內部類 (Inner Class)

目的

不用通過量重繼承就能夠實現多套接口,同時可以自然地向上轉換(Up-casting)。
在單個抽象下提供相同接口的多個實現。

別名

動機

兩個獨立類庫通過不同的接口提供的虛函數簽名可能沖突，如果這時候需要同時實現這兩個函數就會出現問題。示例以下:

class Base1 /// 來自月球 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base1() {} // 不允許多態的析構函數 }; class Base2 /// 來自木星 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base2() {} // 不允許多態的析構函數 }; class Derived : public Base1, public Base2 { public: virtual int open (int i) { // Wow! 到底來自哪里? return 0; } /* virtual */ ~Derived () {} };

內部類慣用法就是用來解決這個問題。

解決方案及示例

依然是上面的例子，兩個基類不用修改，改用以下方式實現子類:

#include class Base1 /// 來自月球 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base1() {} // 不允許多態的析構函數 }; class Base2 /// 來自木星 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base2() {} // 不允許多態的析構函數 }; class Derived // 注意沒有繼承 { class Base1_Impl; friend class Base1_Impl; // 注意聲明友元 class Base1_Impl : public Base1 // 注意是公共繼承 { public: Base1_Impl(Derived* p) : parent_(p) {} int open() override { return parent_->base1_open(); } private: Derived* parent_; } base1_obj; // 注意成員變量. class Base2_Impl; friend class Base2_Impl; // 注意聲明友元 class Base2_Impl : public Base2 // 公共繼承 { public: Base2_Impl(Derived* p) : parent_(p) {} int open() override { return parent_->base2_open(); } private: Derived* parent_; } base2_obj; // 成員變量 int base1_open() { return 111; } /// 實現 int base2_open() { return 222; } /// 實現 public: Derived() : base1_obj(this), base2_obj(this) {} operator Base1&() { return base1_obj; } /// 轉到Base1& operator Base2&() { return base2_obj; } /// 轉到Base2& }; /// class Derived int base1_open(Base1& b1) { return b1.open(); } int base2_open(Base2& b2) { return b2.open(); } int main(void) { Derived d; std::cout << base1_open(d) << std::endl; // Like upcasting in inheritance. std::cout << base2_open(d) << std::endl; // Like upcasting in inheritance. }

附個類圖便于理解:

inner_class

這里的類Derived其實不是子類，而是通過內部的兩個嵌套類實現不同的接口，再橋接回到自己定義的兩個實現的函數： base1_open及base2_open。兩個嵌套類不會同享繼隨關系，通過Derived類提供的兩個轉換操作符可以實現Derived轉換到任意的基類。另外兩個內部類對象也免去了額外的生命周期管理，它們的生命周期與Derived對象1致。