¿Cuál es la diferencia entre herencia pública, privada y protegida en C++?

Cuál es la diferencia entre public, privatey protected ¿herencia en C++?

Todas las preguntas que he encontrado en SO tratan de casos específicos.

Para responder a esa pregunta, me gustaría describir los accesos de los miembros primero con mis propias palabras. Si ya sabe esto, salte al encabezado “siguiente:”.

Hay tres accesorios que conozco: public, protected y private.

Dejar:

class Base {
    public:
        int publicMember;
    protected:
        int protectedMember;
    private:
        int privateMember;
};

• Todo lo que es consciente de Base también es consciente de que Base contiene publicMember.
• Sólo los niños (y sus hijos) son conscientes de que Base contiene protectedMember.
• nadie mas Base es consciente de privateMember.

Por “es consciente de”, me refiero a “reconocer la existencia de, y por lo tanto ser capaz de acceder”.

Siguiente:

Lo mismo sucede con la herencia pública, privada y protegida. Consideremos una clase Base y una clase Child que hereda de Base.

• Si la herencia es publictodo lo que es consciente de Base y Child también es consciente de que Child hereda de Base.
• Si la herencia es protectedsolamente Childy sus hijos, son conscientes de que heredan de Base.
• Si la herencia es privatenadie más que Child es consciente de la herencia.

Tiene que ver con cómo se exponen los miembros públicos de la clase base desde la clase derivada.

• público -> los miembros públicos de la clase base serán públicos (generalmente el valor predeterminado)
• protegido -> los miembros públicos de la clase base estarán protegidos
• privado -> los miembros públicos de la clase base serán privados

Como señala litb, la herencia pública es la herencia tradicional que verá en la mayoría de los lenguajes de programación. Es decir, modela una relación “ES-A”. La herencia privada, algo AFAIK peculiar de C ++, es una relación “IMPLEMENTADA EN TÉRMINOS DE”. Eso es lo que quieres usar la interfaz pública en la clase derivada, pero no desea que el usuario de la clase derivada tenga acceso a esa interfaz. Muchos argumentan que, en este caso, debe agregar la clase base, es decir, en lugar de tener la clase base como una base privada, convertirla en un miembro derivado para reutilizar la funcionalidad de la clase base.

Limitar la visibilidad de la herencia hará que el código no pueda ver que alguna clase hereda otra clase: las conversiones implícitas de la derivada a la base no funcionarán, y static_cast de la base a la derivada tampoco funcionará.

Solo los miembros/amigos de una clase pueden ver la herencia privada y solo los miembros/amigos y las clases derivadas pueden ver la herencia protegida.

público herencia

1. ES-A herencia. Un botón es una ventana, y en cualquier lugar donde se necesite una ventana, también se puede pasar un botón.

   class button : public window { };
   

protegido herencia

1. Protegido implementado-en-términos-de. Raramente útil. Utilizado en boost::compressed_pair para derivar de clases vacías y ahorrar memoria usando la optimización de clase base vacía (el ejemplo a continuación no usa una plantilla para seguir en el punto):

   struct empty_pair_impl : protected empty_class_1 
   { non_empty_class_2 second; };
   
   struct pair : private empty_pair_impl {
     non_empty_class_2 &second() {
       return this->second;
     }
   
     empty_class_1 &first() {
       return *this; // notice we return *this!
     }
   };
   

privado herencia

1. Implementado en términos de. El uso de la clase base es solo para implementar la clase derivada. Útil con rasgos y si el tamaño importa (los rasgos vacíos que solo contienen funciones harán uso de la optimización de la clase base vacía). A menudo contención es la mejor solución, sin embargo. El tamaño de las cadenas es crítico, por lo que es un uso frecuente aquí.

   template<typename StorageModel>
   struct string : private StorageModel {
   public:
     void realloc() {
       // uses inherited function
       StorageModel::realloc();
     }
   };
   

público miembro

1. Agregar

   class pair {
   public:
     First first;
     Second second;
   };
   

2. Accesorios

   class window {
   public:
       int getWidth() const;
   };
   

protegido miembro

1. Proporcionar acceso mejorado para clases derivadas

   class stack {
   protected:
     vector<element> c;
   };
   
   class window {
   protected:
     void registerClass(window_descriptor w);
   };
   

privado miembro

1. Mantener detalles de implementación

   class window {
   private:
     int width;
   };
   

Tenga en cuenta que las conversiones de estilo C permiten deliberadamente convertir una clase derivada en una clase base protegida o privada de una manera definida y segura y también en la otra dirección. Esto debe evitarse a toda costa, ya que puede hacer que el código dependa de los detalles de implementación, pero si es necesario, puede utilizar esta técnica.

Privado:

Solo los miembros de esa clase base pueden acceder a los miembros privados de una clase base.

Público:

Los miembros públicos de una clase base pueden acceder a los miembros de esa clase base, los miembros de su clase derivada y los miembros que están fuera de la clase base y la clase derivada.

Protegido:

Los miembros de la clase base, así como los miembros de su clase derivada, pueden acceder a los miembros protegidos de una clase base.

En breve:

privado: base

protegido: base + derivada

público: base + derivado + cualquier otro miembro