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[OOD-More C++ Idioms] 内部类 (Inner Class)

来源：程序员人生发布时间：2016-02-29 16:54:00 阅读次数：3012次

内部类 (Inner Class)

目的

不用通过量重继承就能够实现多套接口,同时可以自然地向上转换(Up-casting)。
在单个抽象下提供相同接口的多个实现。

别名

动机

两个独立类库通过不同的接口提供的虚函数签名可能冲突，如果这时候需要同时实现这两个函数就会出现问题。示例以下:

class Base1 /// 来自月球 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base1() {} // 不允许多态的析构函数 }; class Base2 /// 来自木星 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base2() {} // 不允许多态的析构函数 }; class Derived : public Base1, public Base2 { public: virtual int open (int i) { // Wow! 到底来自哪里? return 0; } /* virtual */ ~Derived () {} };

内部类惯用法就是用来解决这个问题。

解决方案及示例

依然是上面的例子，两个基类不用修改，改用以下方式实现子类:

#include class Base1 /// 来自月球 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base1() {} // 不允许多态的析构函数 }; class Base2 /// 来自木星 { public: virtual int open (int) = 0; /* virtual */ ~Base2() {} // 不允许多态的析构函数 }; class Derived // 注意没有继承 { class Base1_Impl; friend class Base1_Impl; // 注意声明友元 class Base1_Impl : public Base1 // 注意是公共继承 { public: Base1_Impl(Derived* p) : parent_(p) {} int open() override { return parent_->base1_open(); } private: Derived* parent_; } base1_obj; // 注意成员变量. class Base2_Impl; friend class Base2_Impl; // 注意声明友元 class Base2_Impl : public Base2 // 公共继承 { public: Base2_Impl(Derived* p) : parent_(p) {} int open() override { return parent_->base2_open(); } private: Derived* parent_; } base2_obj; // 成员变量 int base1_open() { return 111; } /// 实现 int base2_open() { return 222; } /// 实现 public: Derived() : base1_obj(this), base2_obj(this) {} operator Base1&() { return base1_obj; } /// 转到Base1& operator Base2&() { return base2_obj; } /// 转到Base2& }; /// class Derived int base1_open(Base1& b1) { return b1.open(); } int base2_open(Base2& b2) { return b2.open(); } int main(void) { Derived d; std::cout << base1_open(d) << std::endl; // Like upcasting in inheritance. std::cout << base2_open(d) << std::endl; // Like upcasting in inheritance. }

附个类图便于理解:

inner_class

这里的类Derived其实不是子类，而是通过内部的两个嵌套类实现不同的接口，再桥接回到自己定义的两个实现的函数： base1_open及base2_open。两个嵌套类不会同享继随关系，通过Derived类提供的两个转换操作符可以实现Derived转换到任意的基类。另外两个内部类对象也免去了额外的生命周期管理，它们的生命周期与Derived对象1致。