派生自在私有范围内声明的类答案

【问题标题】：Derive from class declared in private scope派生自在私有范围内声明的类
【发布时间】：2016-07-25 09:07:10
【问题描述】：

我目前正在重构一些遗留代码，并希望将多个 if...elseif... 语句分解为一系列实现各种策略的类。

由于我必须访问原始对象的内部结构，我将把新类声明为嵌套类；由于外部世界的任何人都不应访问它们，因此我更愿意在私有范围内声明它们。

为了尽可能少地暴露实现细节，我想知道是否可以只在头文件中前向声明基本策略类，并将所有子类声明放在实现文件中。代码示例如下：

-- 头文件

class MyUglyClass
{
private:
    class IStrategyBase;
    IStrategyBase* sPtr;
    // class ActualImplementation; // this is what I'd like to avoid
    // class YetAnotherImplementation; // as above
    // blah blah blah
};

-- 实现文件

class MyUglyClass::IStrategyBase
{
    virtual ResultType DoSomething(SomeType someParameter) = 0;
    // could expose some MyUglyClass members, since 
    // derived classes wouldn't inherit friendship
};

class ActualImplementation: public MyUglyClass::IStrategyBase
{
    ResultType DoSomething(SomeType someParameter) override
    {
        // Do actual work
    }
}

class YetAnotherImplementation: public MyUglyClass::IStrategyBase
{
    ResultType DoSomething(SomeType someParameter) override
    {
        // Doing something really tricky & clever for corner cases
    }
}

编译器当然会抱怨，因为IStrategyBase 不可访问；我可以通过将ActualImplementation 和YetAnotherImplementation 与IStrategyBase 一起fwd 声明到头文件中来解决此问题，但我宁愿避免这种情况，因为如果需要新策略，我需要更改头文件。

我也可以在公共范围内声明IStrategyBase，但我更愿意将其保密以避免其他人弄乱它。

当然，我假设非 fwd 声明的子类不会继承与 MyUglyClass 的友谊，所以我必须将相关数据暴露给 IStrategyBase 受保护的成员。

有什么方法可以实现我可能会错过的吗？

编辑：

感谢所有发表评论的人，我意识到即使在公共范围内声明，也没有人可以弄乱IStrategyBase 类，因为类定义也会被埋在实现文件中。我现在想知道的是，是否可以让派生类访问MyUglyClass 的内部，而不必将它们与IStrategyBase 一起声明。我想答案是“不”，因为友谊不是遗传的，但也许我还缺少一些 C++ 特权。

【问题讨论】：

就算你把IStrategyBase声明为public，也没有人能惹它。
据我了解，其他人可以从中获得。如果IStrategyBase 暴露了一些MyUglyClass 实现细节，那么任何人都可以访问它们。
你不能派生自一个只声明而不定义的类。
1) 代码示例中没有 friend 这个词。 2) 哪一行产生错误？标头看起来不错，实现需要 IStrategyBase 的 definiton。
公开声明。无论如何，实现是私有的。

标签： c++ c++11 inheritance inner-classes

【解决方案1】：

一种可能性（这不是 pimpl 惯用语，只是一种可访问性 hack）：

class MyUglyClass
{
private:
    struct Impl; // Is automatically "friend struct Impl;"
    class IStrategyBase;
    IStrategyBase* sPtr;
    // class ActualImplementation; // this is what I'd like to avoid
    // class YetAnotherImplementation; // as above
    // blah blah blah
};

class MyUglyClass::IStrategyBase
{
public:
    virtual int DoSomething(int someParameter) = 0;
    // could expose some MyUglyClass members, since 
    // derived classes wouldn't inherit friendship
};

struct MyUglyClass::Impl
{
    class ActualImplementation: public MyUglyClass::IStrategyBase
    {
        int DoSomething(int someParameter) override
        { (void) someParameter; return 1;}
    };

    class YetAnotherImplementation: public MyUglyClass::IStrategyBase
    {
        int DoSomething(int someParameter) override
        { (void) someParameter; return 2; }
    };
};

int main() {}

【讨论】：

【解决方案2】：

如果你想隐藏任何实现细节，你可以使用 pImpl idiom（指向实现的指针）又名不透明指针 https://en.wikipedia.org/wiki/Opaque_pointer 所以你可以像这样更改你的代码

-- 头文件

#include <memory>

class MyUglyClass
{
    MyUglyClass();
    ~MyUglyClass(); // destructor must be only declared to avoid problems
                    // with deleting just forwarded inner class
private:
    class Impl;
    std::unique_ptr<Impl> pImpl;
};

-- 实现文件

class MyUglyClass::Impl
{
    class IStrategyBase;
    IStrategyBase* sPtr;
    class ActualImplementation; // now these classes safely hidden inside .cpp 
    class YetAnotherImplementation; // Nobody can reach them.

};

class MyUglyClass::Impl::IStrategyBase
{
    virtual ResultType DoSomething(SomeType someParameter) = 0;
    // could expose some MyUglyClass members, since 
    // derived classes wouldn't inherit friendship
};

class ActualImplementation: public MyUglyClass::Impl::IStrategyBase
{
    ResultType DoSomething(SomeType someParameter) override
    {
        // Do actual work
    }
};

class YetAnotherImplementation: public MyUglyClass::Impl::IStrategyBase
{
    ResultType DoSomething(SomeType someParameter) override
    {
        // Doing something really tricky & clever for corner cases
    }
};

MyUglyClass::MyUglyClass() : pImpl(new Impl()) {}

MyUglyClass::~MyUglyClass() {} // let the unique_ptr do its work

【讨论】：