📄 effective c++ 2e item42.htm
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---- 但这个问题过一会儿再深入讨论。</P>
<P>条款41提供了一种方法来写一个Stack
模板，此模板生成的类保存不同类型的对象。你应该熟悉一下那个条款。模板是C++最有用的组成部分之一，但一旦开始经常性地使用它，你会发现，如果实例化一个模板一百次，你就可能实例化了那个模板的代码一百次。例如Stack模板，构成Stack<int>成员函数的代码和构成Stack<double>成员函数的代码是完全分开的。有时这是不可避免的，但即使模板函数实际上可以共享代码，这种代码重复还是可能存在。这种目标代码体积的增加有一个名字：模板导致的
"代码膨胀"。这不是件好事。</P>
<P>对于某些类，可以采用通用指针来避免它。采用这种方法的类存储的是指针，而不是对象，实现起来就是：</P>
<P>· 创建一个类，它存储的是对象的void*指针。<BR>·
创建另外一组类，其唯一目的是用来保证类型安全。这些类都借助第一步中的通用类来完成实际工作。</P>
<P>下面的例子使用了条款41中的非模板Stack类，不同的是这里存储的是通用指针，而不是对象：</P>
<P>class GenericStack {<BR>public:<BR> GenericStack();<BR>
~GenericStack();</P>
<P> void push(void *object);<BR> void * pop();</P>
<P> bool empty() const;</P>
<P>private:<BR> struct StackNode {<BR> void
*data;
// 节点数据<BR> StackNode
*next;
// 下一节点</P>
<P> StackNode(void *newData, StackNode
*nextNode)<BR> : data(newData), next(nextNode) {}<BR>
};</P>
<P> StackNode
*top;
// 栈顶</P>
<P> GenericStack(const GenericStack& rhs); //
防止拷贝和<BR>
GenericStack&
// 赋值(参见<BR> operator=(const GenericStack&
rhs); // 条款27)<BR>};</P>
<P><BR>因为这个类存储的是指针而不是对象，就有可能出现一个对象被多个堆栈指向的情况（即，被压入到多个堆栈）。所以极其重要的一点是，pop和类的析构函数销毁任何StackNode对象时，都不能删除data指针
---- 虽然还是得要删除StackNode对象本身。毕竟，StackNode
对象是在GenericStack类内部分配的，所以还是得在类的内部释放。所以，条款41中Stack类的实现几乎完全满足the
GenericStack的要求。仅有的改变只是用void*来替换T。</P>
<P>仅仅有GenericStack这一个类是没有什么用处的，但很多人会很容易误用它。例如，对于一个用来保存int的堆栈，一个用户会错误地将一个指向Cat对象的指针压入到这个堆栈中，但编译却会通过，因为对void*参数来说，指针就是指针。</P>
<P>为了重新获得你所习惯的类型安全，就要为GenericStack创建接口类（interface class），象这样：</P>
<P>class IntStack
{
// int接口类<BR>public:<BR> void push(int *intPtr) { s.push(intPtr);
}<BR> int * pop() { return static_cast<int*>(s.pop()); }<BR>
bool empty() const { return s.empty(); }</P>
<P>private:<BR> GenericStack
s;
// 实现<BR>};</P>
<P>class CatStack
{
// cat接口类<BR>public:<BR> void push(Cat *catPtr) { s.push(catPtr);
}<BR> Cat * pop() { return static_cast<Cat*>(s.pop()); }<BR>
bool empty() const { return s.empty(); }</P>
<P>private:<BR> GenericStack
s;
// 实现<BR>};</P>
<P>正如所看到的，IntStack和CatStack只是适用于特定类型。只有int指针可以被压入或弹出IntStack，只有Cat指针可以被压入或弹出CatStack。IntStack和CatStack都通过GenericStack类来实现，这种关系是通过分层（参见条款40）来体现的，IntStack和CatStack将共享GenericStack中真正实现它们行为的函数代码。另外，IntStack和CatStack所有成员函数是（隐式）内联函数，这意味着使用这些接口类所带来的开销几乎是零。</P>
<P>但如果有些用户没认识到这一点怎么办？如果他们错误地认为使用GenericStack更高效，或者，如果他们鲁莽而轻率地认为类型安全不重要，那该怎么办？怎么才能阻止他们绕过IntStack和CatStack而直接使用GenericStack（这会让他们很容易地犯类型错误，而这正是设计C++所要特别避免的）呢？</P>
<P>没办法！没办法防止。但，也许应该有什么办法。</P>
<P>在本条款的开始我就提到，要表示类之间 "用...来实现"
的关系，有一个选择是通过私有继承。现在这种情况下，这一技术就比分层更有优势，因为通过它可以让你告诉别人：GenericStack使用起来不安全，它只能用来实现其它的类。具体做法是将GenericStack的成员函数声明为保护类型：</P>
<P>class GenericStack {<BR>protected:<BR> GenericStack();<BR>
~GenericStack();</P>
<P> void push(void *object);<BR> void * pop();</P>
<P> bool empty() const;</P>
<P>private:<BR>
...
// 同上<BR>};</P>
<P>GenericStack
s;
// 错误! 构造函数被保护</P>
<P><BR>class IntStack: private GenericStack {<BR>public:<BR> void push(int
*intPtr) { GenericStack::push(intPtr); }<BR> int * pop() { return
static_cast<int*>(GenericStack::pop()); }<BR> bool empty() const {
return GenericStack::empty(); }<BR>};</P>
<P>class CatStack: private GenericStack {<BR>public:<BR> void push(Cat
*catPtr) { GenericStack::push(catPtr); }<BR> Cat * pop() { return
static_cast<Cat*>(GenericStack::pop()); }<BR> bool empty() const {
return GenericStack::empty(); }<BR>};</P>
<P>IntStack
is;
// 正确</P>
<P>CatStack
cs;
// 也正确</P>
<P>和分层的方法一样，基于私有继承的实现避免了代码重复，因为这个类型安全的接口类只包含有对GenericStack函数的内联调用。</P>
<P>在GenericStack类之上构筑类型安全的接口是个很花俏的技巧，但需要手工去写所有那些接口类是件很烦的事。幸运的是，你不必这样。你可以让模板来自动生成它们。下面是一个模板，它通过私有继承来生成类型安全的堆栈接口：</P>
<P>template<class T><BR>class Stack: private GenericStack
{<BR>public:<BR> void push(T *objectPtr) { GenericStack::push(objectPtr);
}<BR> T * pop() { return static_cast<T*>(GenericStack::pop());
}<BR> bool empty() const { return GenericStack::empty(); }<BR>};</P>
<P>这是一段令人惊叹的代码，虽然你可能一时还没意识到。因为这是一个模板，编译器将根据你的需要自动生成所有的接口类。因为这些类是类型安全的，用户类型错误在编译期间就能发现。因为GenericStack的成员函数是保护类型，并且接口类把GenericStack作为私有基类来使用，用户将不可能绕过接口类。因为每个接口类成员函数被（隐式）声明为inline，使用这些类型安全的类时不会带来运行开销；生成的代码就象用户直接使用GenericStack来编写的一样（假设编译器满足了inline请求
----
参见条款33）。因为GenericStack使用了void*指针，操作堆栈的代码就只需要一份，而不管程序中使用了多少不同类型的堆栈。简而言之，这个设计使代码达到了最高的效率和最高的类型安全。很难做得比这更好。</P>
<P>本书的基本认识之一是，C++的各种特性是以非凡的方式相互作用的。这个例子，我希望你能同意，确实是非凡的。</P>
<P>从这个例子中可以发现，如果使用分层，就达不到这样的效果。只有继承才能访问保护成员，只有继承才使得虚函数可以重新被定义。（虚函数的存在会引发私有继承的使用，例子参见条款43）因为存在虚函数和保护成员，有时私有继承是表达类之间
"用...来实现"
关系的唯一有效途径。所以，当私有继承是你可以使用的最合适的实现方法时，就要大胆地使用它。同时，广泛意义上来说，分层是应该优先采用的技术，所以只要有能够，就要使用它。</P><BR><BR></DIV></DIV></DIV><BR><BR>
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color=#ffffff>对该文的评论</FONT></TH></TR></TBODY></TABLE><BR>
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