私有方法的动态绑定：Java vs. C++

Question

这在 Java 中是不允许的：

class A { 
    public void method() {}
}

class B extends A { 
    private void method() {}
}

它会产生一个编译错误：

error: method() in B cannot override method() in A 
attempting to assign weaker access privileges; was public

但是，这在 C++ 中是允许的：

class A { 
    public:
        virtual void method() {}
};

class B : public A { 
    private:
        void method() {}
};

int main(void) {
    A* obj = new B();
    obj->method(); // B::method is invoked, despite it being private
}

C++ 中这种行为背后的逻辑是什么？

Answer 1

请记住，method 的可见性纯粹在编译时解决，C++ 没有运行时验证器的概念。编译器看到的是一个虚拟的A::method，它不是私有的。具体实现是声明为私有的，但这仅在以编译器可见的方式直接调用此实现时才相关，即如果您尝试通过B直接调用它来访问它。

它的逻辑可以用下面的例子来说明：想象一下，如果B不是公开地继承自A，而是私有地——这在C++中是允许的，并且在继承本身是一个实现细节时使用，例如对于从vector 继承的stack 类，但不想公开向量接口。在这种情况下，B::method 将是一个不可访问的功能，但 A::method 工作正常，即使对象是 B 实例。

正如 Kerrek SB 所说，Java 在这里保护您免受一类错误的影响，但代价是删除了合法选项。

Answer 2

至于虚拟私有方法部分，这允许实现NVI pattern，以便您可以在使用继承的情况下进行不变量检查或设置/拆卸。

这是一个带有锁和后置条件验证的示例：

class base {
public:
    virtual ~base() = default;

    // Calls the derived class' implementation in a thread-safe manner.
    // @return A value greater than 42.
    int function() {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(mutex);
        auto result = function_impl();
        assert(result > 42);
        return result;
    }

private:
    std::mutex mutex;
    virtual int function_impl() = 0; 
};

class derived : public base {
private:
    virtual int function_impl() override {
        return 0; // Whoops! A bug!
    }
};

在 Java 中，这可以通过受保护的方法来实现，但这会将实现细节泄露给派生类的派生类，这可能是不希望的。

至于私有化其他公共成员部分，如果有人突然将function_impl 设为base 中的public，它不会破坏派生类。我并不是说这样做是个好主意，但 C++ 通常只是假设您知道自己在做什么，因此它是一种非常灵活的语言。