Java、C++中子類對父類函數(shù)覆蓋的可訪問性縮小的區(qū)別介紹
前言
“Java 和 C++ 中子類對父類函數(shù)覆蓋的可訪問性縮小的問題”的題目看起來比較學(xué)術(shù)化,但的確是一個容易忽視的問題。本文力求詳細(xì)闡述這一問題在 Java 以及 C++ 中的區(qū)別。
先介紹什么是“子類對父類函數(shù)覆蓋的可訪問性縮小”。對于繼承而言,子類可以覆蓋父類的“虛函數(shù)”——盡管 Java 中沒有虛函數(shù)這一術(shù)語,但可以把 Java 的所有函數(shù)都看作虛函數(shù),因為 Java 的所有函數(shù)都可以被子類覆蓋。這里僅借用“虛函數(shù)”這一名詞的含義,不深究語言的細(xì)節(jié)。Java 和 C++ 都允許在覆蓋時,改變函數(shù)的可訪問性。所謂“可訪問性”,就是使用 public 、 protected 、 private 等訪問控制符進(jìn)行修飾,用來控制函數(shù)能否被訪問到。通??稍L問性的順序為(由于 C++ 中沒有包的概念,因此暫不考慮包訪問控制符,這并不影響這里的討論):
public > protected > private
以 Java 為例:
class Base {
protected void sayHello() {
System.out.println("Hello in Base");
}
}
class Child extends Base {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello in Child");
}
}
注意:這里的 sayHello() 函數(shù)。父類 Base 中,該函數(shù)使用 protected 訪問控制符進(jìn)行修飾。而子類將其改用 public ,這不會有任何問題。 子類對父類函數(shù)覆蓋時,擴(kuò)大可訪問性,通常都不是問題。
當(dāng)子類對父類函數(shù)覆蓋的可訪問性縮小時,Java 和 C++ 采取了不同的策略。
首先以 Java 為例,看下面的代碼:
class Base {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello in Base");
}
}
class Child extends Base {
private void sayHello() {
System.out.println("Hello in Child");
}
}
上面的代碼中,高亮的第 8 行會有編譯錯誤——這段代碼根本不能通過編譯! Java 不允許子類在覆蓋父類函數(shù)時,縮小可訪問性。 至于原因,我們可以用一個例子來說明。例如我們在類外部寫下面的代碼:
Base base = new Base(); base.sayHello(); base = new Child(); base.sayHello();
假如之前的代碼可以通過編譯,那么就存在這么一種可能:當(dāng) base 指向 new Base() 時, sayHello() 是可以訪問到的,但是當(dāng) base 指向 new Child() 時, sayHello() 卻無法訪問到!在 Java 看來這是一個矛盾,應(yīng)該避免出現(xiàn)這種問題,因此,Java 從編譯器的角度規(guī)定我們不能寫出上面的代碼。
針對 C++,情況又有所區(qū)別。來看 C++ 的例子:
class Base {
public:
virtual void sayHello() {
std::cout << "Hello in Base";
}
}
class Child : public Base {
private:
void sayHello() {
std::cout << "Hello in Child";
}
}
這段代碼在 C++ 中是完全正確的。注意,這里的子類在覆蓋父類函數(shù)時, 縮小 了可訪問性。如果你沒有看出有什么問題,那么我們完全可以在類外部寫出下面的代碼:
Child child; child.sayHello(); // 不能通過編譯,因為 sayHello() 是 private 的 static_cast<Base&>(child).sayHello(); // 可以通過編譯,因為 sayHello() 是 public 的
第 2 行調(diào)用是失敗的,因為在 Child 中, sayHello() 是 private 的,不能在外部調(diào)用。然而,當(dāng)我們使用 static_cast 將 Child 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成 Base 對象時,事情發(fā)生了改變——對于 Base 而言, sayHello() 是 public 的,因此可以正常調(diào)用。
針對這一點,C++ 標(biāo)準(zhǔn)的 Member access control 一章中的 Access to virtual functions 一節(jié)可以找到如下的例子:
class B {
public:
virtual int f();
};
class D : public B {
private:
int f();
};
void f() {
D d;
B* pb = &d;
D* pd = &d;
pb->f(); // OK: B::f() is public, D::f() is invoked
pd->f(); // error: D::f() is private
}
對此,C++ 標(biāo)準(zhǔn)給出的解釋是:
Access is checked at the call point using the type of the expression used to denote the object for which the member function is called ( B* in the example above). The access of the member function in the class in which it was defined (D in the example above) is in general not known.
簡單翻譯過來有兩條要點:
- 訪問控制是在調(diào)用時檢查的,也就是說,誰調(diào)用了這個函數(shù),就檢查誰能不能訪問這個函數(shù)
- 類中成員函數(shù)的可訪問性一般而言是不知道的,也就是說,檢查可訪問性時,并不能知道這個函數(shù)在定義時到底是 public 的還是 private 的,因此也就無法據(jù)此檢查可訪問性
正因如此,C++ 的調(diào)用方似乎可以通過一些技巧性轉(zhuǎn)換,“巧妙地”調(diào)用到原本無法訪問的函數(shù)。一個更加實際的例子是:Qt 里面, QObject::event() 函數(shù)是 public ,而其子類 QWidget 的 event() 函數(shù)則改變成 protected 。具體可以閱讀 Qt 的相關(guān)代碼。
總結(jié)來說,在子類覆蓋父類函數(shù)時,Java 嚴(yán)格限制了子類不能縮小函數(shù)可訪問性,但 C++ 無此限制。個人認(rèn)為,從軟件工程的角度來說,Java 的規(guī)定無疑更具有工程上面的意義,函數(shù)的調(diào)用也更加一致。C++ 的標(biāo)準(zhǔn)則會明顯簡化編譯器實現(xiàn),但是對工程而言并不算很好的參考。
PS:C++ 標(biāo)準(zhǔn)的正式版是需要購買的,但是草案可以免費下載。C++ 標(biāo)準(zhǔn)草案的下載地址可以在下面的頁面找到: https://isocpp.org/std/the-standard
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,如果有疑問大家可以留言交流,謝謝大家對腳本之家的支持。
相關(guān)文章
詳解分別用Kotlin和java寫RecyclerView的示例
本篇文章主要介紹了詳解分別用Kotlin和java寫RecyclerView的示例,詳解分別用Kotlin和java寫RecyclerView的示例2017-12-12
Spring Cloud之服務(wù)監(jiān)控turbine的示例
這篇文章主要介紹了Spring Cloud之服務(wù)監(jiān)控turbine的示例,小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2018-05-05
SpringBoot?Validation快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)校驗的示例代碼
在實際開發(fā)中,肯定會經(jīng)常遇到對參數(shù)字段進(jìn)行校驗的場景,通常我們只能寫大量的if else來完成校驗工作,而如果使用SpringBoot Validation則可以輕松的通過注解來完成,接下來小編給大家介紹下利用SpringBoot?Validation快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)校驗的示例代碼,需要的朋友參考下吧2022-06-06
Spring?Cloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)限流問題及解決
這篇文章主要介紹了Spring?Cloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)限流問題及解決,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2025-04-04

