C++ 中的接口

Question

我想在 c++ 中使用接口，例如在 java 或 c# 中。我决定使用具有多重继承的纯抽象类，但是当我专门化接口时出现了严重错误：

class Interface
{
public:
  virtual int method() = 0;
};

// Default implementation.
class Base: virtual public Interface
{
public:
  virtual int method() {return 27;}
};

// specialized interface
class Interface2: public Interface
{
public:
  virtual int method() = 0;
// some other methods here
};


// concrete class - not specialised - OK
class Class: public virtual Interface, public virtual Base
{
};

// concrete class - specialised
class Class2: public Interface2, public Base
{
};



int main()
{
  Class c;
  Class2 c2;
return 0;
}

警告 1 警告 C4250: 'Class' : 通过支配 30 继承 'Base::Base::method'

错误 2 错误 C2259: 'Class2' : 无法实例化抽象类 42

这样做的正确方法是什么？

Answer 1

Class2继承自一个抽象类（Interface2），但没有实现纯虚方法，所以它仍然是一个抽象类。

Answer 2

嘿嘿，这个问题在我脑海深处的某个地方发痒。我不能完全理解它，但我认为这与定义接口层次结构然后继承接口和实现有关。然后，您不必通过将调用转发到基类来实现所有功能。我想。

我认为这个简单的例子展示了同样的东西，但可能更容易理解，因为它使用的东西可以很容易地可视化：（请原谅结构的懒惰）

#include <iostream>
using namespace std;

struct Vehicle
{
    virtual void Drive() = 0;
};

struct VehicleImp : virtual public Vehicle
{
    virtual void Drive() 
    {
        cout << "VehicleImp::Drive\n";
    }
};

struct Tank : virtual public Vehicle
{ 
    virtual void RotateTurret() = 0;
};

struct TankImp : public Tank, public VehicleImp
{
    virtual void RotateTurret() 
    {
        cout << "TankImp::RotateTurret\n";
    }
    // Could override Drive if we wanted
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    TankImp myTank;
    myTank.Drive();         // VehicleImp::Drive
    myTank.RotateTurret();  // TankImp::RotateTurret
    return 0;
}

TankImp 基本上继承了 Tank 接口和 Vehicle 实现。

现在，我很确定这是 OO 圈子中众所周知且可以接受的事情（但我不知道它是否有一个花哨的名字），所以在这种情况下，可怕的钻石事情是可以的，你可以安全地抑制优势警告，因为这是您在这种情况下想要发生的事情。

希望能以某种方式帮助您指明正确的方向！

顺便说一句，您的代码没有编译，因为您没有在 Class2 中实现纯虚拟“方法”。

编辑：

好的，我想我现在更好地理解了您的问题，并且我认为错误出在 Interface2 中。尝试将其更改为：

// specialized interface
class Interface2: public virtual Interface // ADDED VIRTUAL
{
public:
    //virtual int method() = 0;   COMMENTED THIS OUT
    // some other methods here
};

Interface2 不应该有方法的纯虚定义，因为它已经在 Interface 中。

Interface 的继承必须是虚拟的，否则当你从 Interface2 和 Class2 中的 Base 派生时，你会与 Base::method 产生歧义。

现在您应该会发现它会编译，可能带有优势警告，当您调用 c2.method() 时，您会得到 27。

Answer 3

基于此评论

如果方法没有在 Class2 或 Class 中重新实现（它不在 这种情况下） Base::method() 将被调用。否则重新实现 将被调用。有一个具有共同基础的接口层次结构 愚蠢的实施。 – danatel 16 分钟前

这不是你得到的，你没有共同的基础，你有

Interface -> Interface2 -> Class2
Interface -> Base -> Class2

接口在派生树中没有“合并”，interface2 不会从接口虚拟继承，因此它会有自己的接口超类。 就像纯虚method()在Class2中存在两次，一次通过Class实现，一次不实现。

即使你已经虚拟继承，公共基础（接口）仍然没有实现

如果 Base 包含应该在整个层次结构中可用的琐碎操作，那么为什么不将 Base 作为您的起点呢？ （即使仍然是纯虚拟的实现）。

如果这只是一个非常简单的示例以使问题简短，那么Bridge Pattern 之类的内容可能更有用。但是如果不了解更多信息，很难进一步指导您。

Answer 4

如果您可能使用接口或基指针删除，您还应该考虑在接口中定义虚拟析构函数。

如果没有虚拟析构函数，你会遇到如下问题：

Base *b = new Class2();
delete b;

Answer 5

关于Class：你需要做的就是从Base派生Class——它实现Interface的事实是隐含的，事实上，这是不可避免的： p>

class Class: public Base  // virtual inheritance is unnecessary here
{
};

Class 将根据需要从Base 继承method()。

关于Class2：

免责声明：前面的否定结果

根据您对Tom's answer 的评论，我认为我有Class2 的答案：

// concrete class - specialised
class Class2: public Interface2, public Base
{
public:
    using Base::method;    // "Imports" all members named "method" from Base
};

但实际上，这是行不通的。对 C++ 标准的抱怨表明 第 7.3.3 节第 14 段解释说，using 不能用于解决对继承成员的模糊访问：

... [注意：因为 using-declaration 指定基类成员（而不是成员子对象或基类子对象的成员函数），所以 using-declaration 不能用于解决继承的成员歧义。 ...]

似乎在Class2 中获得所需行为的唯一方法是手动转发该方法：

// concrete class - specialised
class Class2: public Interface2, public Base
{
public:
     virtual int method() { return Base::method(); }
};

关于virtual 继承：您不需要它来声明Class，但您可能确实需要它对于Interface2 的声明，以确保Class2 只有一个Interface 类型的子对象——就目前而言，每个Class2 对象都有两个这种类型的子对象。 （尽管如果Interface 实际上是一个纯接口，缺少成员变量，这不会引起问题。）如果有帮助，请画一个图：每次出现没有关键字virtual 的基类时，它都会显示为不同的目的;所有带有关键字virtual 的基类都被压缩成一个对象。

[更新：markh44's excellent answer 表明上述方法（使Interface2 从Interface 继承虚拟）实际上将允许Class2 自动继承method() 来自Base！问题解决了！]

Answer 6

This answer 在另一个论坛中似乎可以解决您提到的确切问题。

Answer 7

一般来说，你应该避免菱形继承模式：

            Interface
            /      \
          Base   Interface2
            \      /
             Class2

如果你不小心的话，这会导致你在路上遇到各种各样的悲伤。模棱两可会咬你。

在您的特定实例中，Interface2 不需要从 Interface 继承。 Interface2 不需要指定“方法”，因为它是抽象的。删除 Interface 和 Interface2 之间的继承以打破菱形。那么你的层次结构是这样的：

        Interface                Interface  Interface2
           |                          |       |
          Base                      Base      |
           |                           \      /
         Class                          Class2

你的实现看起来像：

// concrete class - not specialised - OK
class Class: public Base
{
};

// concrete class - specialised
class Class2: public Base, public Interface2
{
    virtual int method() {return 35;}

    virtual void Inteface2Method { ... }
};