類的封裝與繼承

上述例程中，對(duì)于C而言，有兩個(gè)父類B1、B2，有1個(gè)祖父類A，從而A、B1、B2、C構(gòu)成了典型的菱形結(jié)構(gòu)。使用了虛基類的菱形結(jié)構(gòu)里，對(duì)象的內(nèi)存布局中只有1個(gè)A，即祖父類的部分只有1份，且放在最后面，排放順序是B1+B2+C+A。如果沒有用虛繼承機(jī)制，那么在C對(duì)象的內(nèi)存布局中會(huì)出現(xiàn)2份A部分，這也就是所謂的V型繼承。相應(yīng)的對(duì)象布局為A+B1+A+B2+C。在V型繼承中不能直接從C(即孫子類)直接轉(zhuǎn)型到A(即祖父類)因?yàn)樵趯?duì)象的布局中有2份祖父類的實(shí)體，分別從B1、B2而來。編譯器在決議時(shí)會(huì)存在二義性，它不知道轉(zhuǎn)型后到底用哪一份實(shí)體。可以通過先轉(zhuǎn)型到某一父類，然后再轉(zhuǎn)型到祖父類來解決。但使用這種方法時(shí)，如果改寫了祖父類的成員變量的內(nèi)容，runtime不會(huì)同步2個(gè)祖父類實(shí)體的狀態(tài)，因此可能會(huì)有語義錯(cuò)誤。
多繼承結(jié)構(gòu)允許1個(gè)對(duì)象繼承來自不同對(duì)象的特征，但也會(huì)帶來新的問題。我們看下面的規(guī)則。規(guī)則10-2-1(推薦)： 多繼承層級(jí)中，可訪問的實(shí)體名稱應(yīng)當(dāng)是相互獨(dú)立、不同的。如果名稱含混不清，編譯器將報(bào)告名稱沖突，同時(shí)不會(huì)武斷生成不符合預(yù)期的代碼。但是這種含混不清對(duì)于開發(fā)者來說，并不容易察覺。當(dāng)成員函數(shù)是虛函數(shù)時(shí)，還有一個(gè)需要特別注意的地方：通過explicitly引用基類來解決名稱含混的問題，將會(huì)去除函數(shù)的“虛”特性。對(duì)于本條規(guī)則也有例外的情況，比如：相關(guān)的重載函數(shù)應(yīng)當(dāng)看作具有相同的入口。相關(guān)說明程序如下：

上述程序定義D時(shí)，無法分辨成員中的count和foo()到底來自B1還是B2，造成了不必要的困擾。代碼重用的目的是按不同方式重復(fù)使用代碼來實(shí)現(xiàn)類、結(jié)構(gòu)、函數(shù)等，這就要求代碼必須是通用的，且通用代碼不受使用數(shù)據(jù)類型和操作的影響，即無論使用什么數(shù)據(jù)類型通用代碼都是不變的。于是C++提出了類模板的概念：類模版可以為類聲明1種模式，使得類中的某些數(shù)據(jù)成員、某些成員函數(shù)的參數(shù)、某些成員函數(shù)的返回值能取任意類型。MISRA C++：2008就模板的使用也給出了詳細(xì)的規(guī)則。
規(guī)則14-5-2(強(qiáng)制)： 當(dāng)具有單參數(shù)的模版構(gòu)造函數(shù)時(shí)，必須聲明拷貝構(gòu)造函數(shù)。
與開發(fā)人員預(yù)期的不同，模版的構(gòu)造函數(shù)不會(huì)禁止編譯器生成拷貝構(gòu)造函數(shù)。這樣當(dāng)成員函數(shù)要求進(jìn)行深拷 貝的時(shí)候，可能會(huì)導(dǎo)致不正確的拷貝語句被執(zhí)行。這樣的問題往往在程序設(shè)計(jì)初期不會(huì)引起重視，等到面對(duì)莫名其妙的問題時(shí)，再回過頭來尋找原因，只能一籌莫展。如果在程序設(shè)計(jì)時(shí)就遵循MISRA C++：2008中相關(guān)的規(guī)則，自然可以避免這樣的困擾。

4 小 結(jié)
本文是學(xué)習(xí)MISRA C++系列連載講座之三。從“統(tǒng)籌兼顧”的角度和大家一起學(xué)習(xí)討論了MISRA C++：2008中關(guān)于類、派生類、成員訪問的控制、特殊的成員函數(shù)以及模版的相關(guān)規(guī)則。其中有意思的例子還有很多，限于篇幅，就不一一展開敘述了。請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注本系列講座的第4講：異常機(jī)制的使用。