c++从继承链获取对外部成员的访问

Question

我有以下设计: - 一个具有 M 类 protected 成员的 A 类。 - 一个 B 类继承自 A 并具有指向 C 类对象的指针 - 一个类 C 需要访问类 A 的成员

class A {
 public:
  A() : _member(0) {}
  ~A() { delete _member }
 protected:
  M _member;
}

class B : public A {
 public:
  B(){}
  ~B(){}
 protected:
  C* c;
}

class C {
  // C needs to have access to _member
}

什么样的设计更适合解决这个问题？

Answer 1

在纯粹的 OO 术语中，允许一个类直接访问另一个类的内部字段是不好的做法。

也就是说，C++ 不是纯粹的 OO 语言，并且确实允许这样做(以及与 OO 的其他重要偏差)。

要允许另一个类访问私有(private)成员，您必须指定该类为友元。然而，友元不会传递给派生类，因此您必须将该类升级为您需要的类型。

这是最简单的解决方案:

class A {
 public:
  A() : _member(0) {}
  ~A() { delete _member }
 protected:
  friend class C;
  M _member;
}

class B : public A {
 public:
  B(){ c = new C(this); } // this call will cast the B* to an A* (important)
  ~B(){ delete c;}
 protected:
  C* c;
}

class C {
public:
  C(A* a) { _a->_member = new M(); } //Now C can directly access _member in A
}

以这种方式，从A派生的任何对象都可以转回A*并用于访问_member。

但是，如前所述，任何从 C 派生的类都无法访问 _member，因为友元不会被继承，因此需要更全面的解决方案:

class M {
public:
    void Foo() { printf("Foo called\n"); }
};
class A {
    M* m;
    friend class C;
public:
    A():m(0) { ; }
};
class B :public A {
    int id;
public:
    B() { id = 0; }
};

class C {
public:
    C() { _a = 0; }
    C(A* a) { _a = a; }
protected:
    M* getM() { return _a->m; }
    void setM(M* m_) { _a->m = m_; }
private:
    A* _a;
};
class D : public C {
public:
    D(B* b): C(b) {
    }
    void Foo() {  
        setM(new M());
        getM()->Foo(); 
        delete getM();
        setM(nullptr);
    }
};

int main()
{
    B* b = new B();
    D d(b);
    d.Foo();
    delete b;
    getchar();
    return 0;
}

这样一来，从A派生的类都不提供对_member的直接访问，从C派生的类也不提供对_member的直接访问，但是仍然可以通过C的protected API访问成员变量。这也可以防止其他外部对象访问它。