未继承的 C++ 受保护变量

Question

我编写了一些代码来计算 RSA 加密算法。该程序使用类和继承，因为我想为多个用户计算公钥和私钥。有一个父类rsa和子类public_key和private_key。

编译下面的代码时，我得到了很多错误。所有这些都是关于派生类在其各自的构造函数中没有可用字段（请参见代码下方的错误消息）。但是，这些变量是在父类中使用protected 访问修饰符定义的，因此子类应该可以访问它们。

附注：我在两个子类中都有函数key，但我认为将它放在父类中一次会更好，对吗？

代码如下：

#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace std;

class rsa
{
protected:
    int p, q, d, m, n, f, e, c, end, k;

public:
    rsa() : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0)
    { }

    void set(int , int , int, int);

    int key()
    {
        n = p * q;
        f = (p - 1) * (q - 1);

        for (k; end < 1; k++)
        {
            if ((1 + k * f) % d == 0) 
            {
                end = 2;
                e = (1 + k * f) / d;
            }
        }

        c = int(pow(m, e)) % n;

        return c;
    }
};

void rsa::set(int p_, int q_, int d_, int m_)
{
    p = p_;
    q = q_;
    d = d_;
    m = m_;
}

class public_key : public rsa
{
public:
    public_key() : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0)
    { }
};

class private_key : public rsa
{
public:
    private_key() : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0)
    { }
};

int main()
{
    public_key usr1, usr2;
    private_key usr1r, usr2r;

    usr1.set(11, 5, 23, 9);
    usr2.set(13, 7, 97, 6);
    usr1r.set(17, 7, 51, 8);
    usr2r.set(11, 17, 51, 4);

    cout << "Public key of user 1: " << usr1.key() << endl;
    cout << "Public key o user 2: " << usr2.key() << endl;

    cin.get();

    return 0;
}

其中一个错误：

error: class ‘private_key’ does not have any field named ‘e’
   private_key () : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0) {} ;

所有其他错误都相同，但字段名称更改。

Answer 1

该错误与rsa 类成员的访问级别无关。即使您声明这些成员public，您仍然会收到错误消息。问题是派生类的初始化列表仅在其自身上下文中运行，您无权访问基类成员。

但是，您可以在派生类构造函数的主体中访问基类成员（public 或 protected）。例如：

class public_key : public rsa
{
public:
    public_key()
    {
        n = 0;
        e = 0;
        c = 0;
        k = 0;
        end = 0;
        f = 0;
    }
};

class private_key : public rsa
{
public:
    private_key()
    {
        n = 0;
        e = 0;
        c = 0;
        k = 0;
        end = 0;
        f = 0;
    }
};

虽然上面的代码使用 assignment 而不是 initialization，但它对原始类型（所有这些成员都是）执行完全相同的操作。

尽管如此，虽然上面的代码有效，但它是做你想做的事情的错误方式。您已经为类rsa 编写了一个构造函数，因此避免重复代码的一种方法是从初始化列表中调用您现有的构造函数。

class public_key : public rsa
{
public:
    public_key() : rsa()
    { }
};

class private_key : public rsa
{
public:
    private_key() : rsa()
    { }
};

但是请注意rsa() 是默认构造函数（因为它没有参数），因此它会被派生类的任何构造函数自动调用（除非您在初始化列表中指定了其他一些rsa 构造函数）。

class public_key : public rsa
{
public:
    public_key()
    { } // rsa() will be called automatically
};

class private_key : public rsa
{
public:
    private_key()
    { } // rsa() will be called automatically
};

但是现在您的派生类有空的默认构造函数，您甚至不需要它们（除非您打算添加更多逻辑）。

class public_key : public rsa
{
public:
    // rsa() will still be called automatically when declaring an instance of public_key
};

class private_key : public rsa
{
public:
    // rsa() will still be called automatically when declaring an instance of private_key 
};

关于key() 函数的旁注，如果key() 的实现在两个子类中相同，那么是的，您只需要在父类中使用一次。您应该始终避免代码重复，因此即使需要为每个子类自定义 key() 的一小部分，您最好在基类中编写一个虚拟函数，key() 可以作为计算的一部分调用。然后，在每个子类中，用任何必要的特化覆盖虚函数。因此所有共享代码都可以保留在父类key()函数中。

Answer 2

根据 C++ 标准（12.6.2 初始化基和成员，第 #2 段）

除非 mem-initializer-id 命名构造函数的类，否则 构造函数类的非静态数据成员，或直接或 该类的虚拟基类，mem-initializer 格式不正确。

所以程序中派生类的 mem-initializers 格式不正确，编译器会发出错误。

它是应该初始化其数据成员的基类构造函数。

没有任何意义来定义类的构造函数，例如 public_key 如下方式

public_key () : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0) {} ;

因为一开始会调用基类的构造函数

rsa () : n(0), e(0), c(0), k(0), end(0), f(0) {};

它会初始化数据成员。

这样写就够了

rsa () {}

或

rsa () = default;

Answer 3

应该是private_key() : rsa() {};