類(lèi)的封裝與繼承

上述例程中，對于C而言，有兩個(gè)父類(lèi)B1、B2，有1個(gè)祖父類(lèi)A，從而A、B1、B2、C構成了典型的菱形結構。使用了虛基類(lèi)的菱形結構里，對象的內存布局中只有1個(gè)A，即祖父類(lèi)的部分只有1份，且放在最后面，排放順序是B1+B2+C+A。如果沒(méi)有用虛繼承機制，那么在C對象的內存布局中會(huì )出現2份A部分，這也就是所謂的V型繼承。相應的對象布局為A+B1+A+B2+C。在V型繼承中不能直接從C(即孫子類(lèi))直接轉型到A(即祖父類(lèi))因為在對象的布局中有2份祖父類(lèi)的實(shí)體，分別從B1、B2而來(lái)。編譯器在決議時(shí)會(huì )存在二義性，它不知道轉型后到底用哪一份實(shí)體?？梢酝ㄟ^(guò)先轉型到某一父類(lèi)，然后再轉型到祖父類(lèi)來(lái)解決。但使用這種方法時(shí)，如果改寫(xiě)了祖父類(lèi)的成員變量的內容，runtime不會(huì )同步2個(gè)祖父類(lèi)實(shí)體的狀態(tài)，因此可能會(huì )有語(yǔ)義錯誤。
多繼承結構允許1個(gè)對象繼承來(lái)自不同對象的特征，但也會(huì )帶來(lái)新的問(wèn)題。我們看下面的規則。規則10-2-1(推薦)： 多繼承層級中，可訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)體名稱(chēng)應當是相互獨立、不同的。如果名稱(chēng)含混不清，編譯器將報告名稱(chēng)沖突，同時(shí)不會(huì )武斷生成不符合預期的代碼。但是這種含混不清對于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，并不容易察覺(jué)。當成員函數是虛函數時(shí)，還有一個(gè)需要特別注意的地方：通過(guò)explicitly引用基類(lèi)來(lái)解決名稱(chēng)含混的問(wèn)題，將會(huì )去除函數的“虛”特性。對于本條規則也有例外的情況，比如：相關(guān)的重載函數應當看作具有相同的入口。相關(guān)說(shuō)明程序如下：

上述程序定義D時(shí)，無(wú)法分辨成員中的count和foo()到底來(lái)自B1還是B2，造成了不必要的困擾。代碼重用的目的是按不同方式重復使用代碼來(lái)實(shí)現類(lèi)、結構、函數等，這就要求代碼必須是通用的，且通用代碼不受使用數據類(lèi)型和操作的影響，即無(wú)論使用什么數據類(lèi)型通用代碼都是不變的。于是C++提出了類(lèi)模板的概念：類(lèi)模版可以為類(lèi)聲明1種模式，使得類(lèi)中的某些數據成員、某些成員函數的參數、某些成員函數的返回值能取任意類(lèi)型。MISRA C++：2008就模板的使用也給出了詳細的規則。
規則14-5-2(強制)： 當具有單參數的模版構造函數時(shí)，必須聲明拷貝構造函數。
與開(kāi)發(fā)人員預期的不同，模版的構造函數不會(huì )禁止編譯器生成拷貝構造函數。這樣當成員函數要求進(jìn)行深拷 貝的時(shí)候，可能會(huì )導致不正確的拷貝語(yǔ)句被執行。這樣的問(wèn)題往往在程序設計初期不會(huì )引起重視，等到面對莫名其妙的問(wèn)題時(shí)，再回過(guò)頭來(lái)尋找原因，只能一籌莫展。如果在程序設計時(shí)就遵循MISRA C++：2008中相關(guān)的規則，自然可以避免這樣的困擾。

4 小 結
本文是學(xué)習MISRA C++系列連載講座之三。從“統籌兼顧”的角度和大家一起學(xué)習討論了MISRA C++：2008中關(guān)于類(lèi)、派生類(lèi)、成員訪(fǎng)問(wèn)的控制、特殊的成員函數以及模版的相關(guān)規則。其中有意思的例子還有很多，限于篇幅，就不一一展開(kāi)敘述了。請繼續關(guān)注本系列講座的第4講：異常機制的使用。