c++ - 是否可以在 C++ 中声明基类，以便只能通过创建函数创建从它派生的类？

Question

类似下面的内容

class Base
{
protected:
    Base()
    {}

public:
    virtual void initialize()
    {}

    template<typename D, typename... Ts>
    static std::shared_ptr<D> create(Ts... args)
    {
        auto d = std::shared_ptr<D>(new D(args...)); 
        d->initialize();
        return d;
    }
};

class Derived : public Base
{
    private:
        int value_;

    protected:

    public:

        Derived(int v) : value_(v)
        {}

        void initialize() override
        {
            //Do something with value_
        }
};


int main()
{
    auto derived = Base::create<Derived>(42);
    // etc.

    return 0;
}

上面的代码按预期工作，但如果 Base 是库的用户通过实现 Derived 扩展的类库的一部分，则没有什么可以阻止库的用户通过其公共(public)构造函数创建 Derived 并因此初始化 won '被称为。

在这样的库/库用户场景中，如何强制使用诸如 Base::create(...) 之类的东西来创建派生类？

例如，如果 Base::Base() 设为私有(private)而不是 protected ，则代码将无法编译，因为 Derived::Derived() 将无法访问它。

Answer 1

这个解决方案有点挑剔，但我认为它涵盖了所有基础:

class Base
{
protected:

    // Token is only visible to Derived, and only constructible by Base
    class token {
        friend Base;
        token() {};
    };

    // Constructing Base requires a token
    Base(token)
    {}

public:
    // bla

    template<typename D, typename... Ts>
    static std::shared_ptr<D> create(Ts... args)
    {
        auto d = std::shared_ptr<D>(new D({}, args...));
        // Token is created here          ^^ 

        // bla
    }
};

class Derived : public Base
{
    // bla

    public:

        // Derived receives and forwards the token to Base
        // The implicit copy constructor is accessible
        Derived(token t, int v) : Base(t), value_(v)
        {}

    // bla
};

因此，没有人可以编写 Derived d(Base::token{}, 42) 因为 token 是不可访问的。 Derived 本身可以命名 token 并传递一个，但不能创建一个:只有 Base 的 create 函数可以.