如何为派生类传播朋友

Question

我希望有一个类层次结构，并且只能在工厂内部从它创建对象。

例子：

class Base
{
    protected:
        Base(){};
        virtual void Init(){};

    friend class Factory;
};

class SomeClass : public Base
{
    public://I want protected here! Now it's possible to call new SomeClass from anywhere!
        SomeClass(){};
        void Init(){};
};

class Factory
{
    public:
        template<class T>
        T* Get()
        {
            T* obj = new T();
            obj->Init();

            return obj;
        }
};

int main()
{
    Factory factory;
    SomeClass *obj = factory.Get<SomeClass>();
}

我的问题是我希望能够仅从 Factory 生成对象，但我不想在从 Base 派生的每个类中声明 friend class Factory。

有没有办法在派生类中传播朋友？有没有其他方法可以实现这种行为？

Answer 1

不，这是故意不可能的。

是封装的问题。

假设有一个管理任何密码的类“PswClass”，它与其他类是级联朋友：如果我从 PswClass 继承：

 class Myclass : public PswClass {
     .......
 }

通过这种方式，我也许可以访问私有的字段。

Answer 2

友谊既不是继承的也不是传递的，如下所述：friend class with inheritance。

经过一些实验，并利用这个 hack How to setup a global container (C++03)?，我想我找到了一种方法，赋予“工厂”创建对象的独特权利。

这是一个快速而肮脏的代码。 （向下滚动以查看 hack。）

class Object {};

class Factory {
public:
    // factory is a singleton
    // make the constructor, copy constructor and assignment operator private.
    static Factory* Instance() {
        static Factory instance;
        return &instance;
    }

    public: typedef Object* (*CreateObjectCallback)(); 
    private: typedef std::map<int, CreateObjectCallback> CallbackMap; 

public: 
    // Derived classes should use this to register their "create" methods.
    // returns false if registration fails
    bool RegisterObject(int Id, CreateObjectCallback CreateFn) {
        return callbacks_.insert(CallbackMap::value_type(Id, createFn)).second; 
    }

    // as name suggests, creates object of the given Id type
    Object* CreateObject(int Id) {
        CallbackMap::const_iterator i = callbacks_.find(Id); 
        if (i == callbacks_.end()) { 
            throw std::exception(); 
        } 
        // Invoke the creation function 
        return (i->second)(); 
    }

    private: CallbackMap callbacks_; 
};

class Foo : public Object {
    private: Foo() { cout << "foo" << endl; }
    private: static Object* CreateFoo() { return new Foo(); }


public:
    static void RegisterFoo() {
        Factory::Instance()->RegisterObject(0, Foo::CreateFoo);     
    }
};

class Bar : public Object {
    private: Bar() { cout << "bar" << endl; }
    private: static Object* CreateBar() { return new Bar(); }

public:
    static void RegisterBar() {
        Factory::Instance()->RegisterObject(1, Bar::CreateBar);     
    }
};

// use the comma operator hack to register the create methods
int foodummy = (Foo::RegisterFoo(), 0);
int bardummy = (Bar::RegisterBar(), 0);

int main() {
    Factory::Instance()->CreateObject(0); // create foo object
    Factory::Instance()->CreateObject(1); // create bar object
}

Answer 3

不，没有办法从基类继承friend 声明。但是，如果您将Base 构造函数设为private，则在没有Factory 帮助的情况下将无法创建派生类的实例。

Answer 4

正如其他人已经说过的，友谊是不可继承的。

这看起来很适合“抽象工厂”模式。

假设从 base 派生的 "SomeClass" 是多态使用的。 声明一个抽象工厂基础，它创建 Base 对象。 从base派生每个具体工厂，覆盖base创建方法...

有关示例，请参阅 http://en.wikipedia.org/wiki/Abstract_factory_pattern

Answer 5

你不能那样做。这样做是为了保护封装。看到这个帖子：Why does C++ not allow inherited friendship?

Answer 6

为了将来参考，OP 和我之间的 chat 产生了另一个想法，它只适用于 OP 想要的 friend 的一次使用。当然，这不是一个通用的解决方案，但在某些情况下可能会有用。

下面的代码是显示基本思想的最小代码。这需要“集成”到Factory 代码的其余部分中。

class Factory;

class Top { // dummy class accessible only to Factory
private:
    Top() {}
friend class Factory;
};

class Base {
public:    
    // force all derived classes to accept a Top* during construction
    Base(Top* top) {}  
};

class One : public Base {
public:    
    One(Top* top) : Base(top) {}
};

class Factory {
    Factory() {
        Top top;  // only Factory can create a Top object
        One one(&top);  // the same pointer could be reused for other objects
    }
};

Answer 7

这是不可能的。正如其他人所说，友谊不是遗传的。

另一种方法是保护所有类层次结构构造函数，并将工厂函数/类作为朋友添加到您感兴趣的所有类中。