＝＝ Ｐａｒｔ ２／４ ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
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■□ 第９节：自由记忆体管理
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Q33："delete p" 会删去 "p" 指标，还是它指到的资料，"*p" ？
该指标指到的资料。
"delete" 真正的意思是：「删去指标所指到的东西」（delete the thing pointed
to by）。同样的英文误用也发生在 C 语言的「『释放』指标所指向的记忆体」上
（"free(p)" 真正的意思是："free_the_stuff_pointed_to_by(p)" ）。
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Q34：我能 "free()" 掉由 "new" 配置到的、"delete" 掉由 "malloc()" 配置到的
记忆体吗？
不行。
在同一个程式里，使用 malloc/free 及 new/delete 是完全合法、合理、安全的；
但 free 掉由 new 配置到的，或 delete 掉由 malloc 配置到的指标则是不合法、
不合理、该被痛骂一顿的。
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Q35：为什麽该用 "new" 而不是老字号的 malloc() ？
建构子／解构子、型别安全性、可被覆盖（overridability）。
建构子／解构子：和 "malloc(sizeof(Fred))" 不同，"new Fred()" 还会去呼叫
Fred 的建构子。同理，"delete p" 会去呼叫 "*p" 的解构子。
型别安全性：malloc() 会传回一个不具型别安全的 "void*"，而 "new Fred()" 则
会传回正确型态的指标（一个 "Fred*"）。
可被覆盖："new" 是个可被物件类别覆盖的运算子，而 "malloc" 不是以「各个类别
」作为覆盖的基准。
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Q36：为什麽 C++ 不替 "new" 及 "delete" 搭配个 "realloc()" ？
避免你产生意外。
当 realloc() 要拷贝配置区时，它做的是「逐位元 bitwise」的拷贝，这会弄坏大
部份的 C++ 物件。不过 C++ 的物件应该要能自我拷贝才对：用它们自己的拷贝建构
子或设定运算子。
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Q37：我该怎样配置／释放阵列？
用 new[] 和 delete[] ：
Fred* p = new Fred[100];
//...
delete [] p;
每当你在 "new" 运算式中用了 "[...]"，你就必须在 "delete" 陈述中使用 "[]"。
^^^^
这语法是必要的，因为「指向单一元素的指标」与「指向一个阵列的指标」在语法上
并无法区分开来。
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Q38：万一我忘了将 "[]" 用在 "delete" 由 "new Fred[n]" 配置到的阵列，会发生
什麽事？
灾难。
这是程式者的－－而不是编译器的－－责任，去确保 new[] 与 delete[] 的正确配
对。若你弄错了，编译器不会产生任何编译期或执行期的错误讯息。堆积（heap）被
破坏是最可能的结局，或是更糟的，你的程式会当掉。
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Q39：成员函数做 "delete this" 的动作是合法的（并且是好的）吗？
只要你小心的话就没事。
我所谓的「小心」是：
1) 你得 100% 确定 "this" 是由 "new" 配置来的（而非 "new[]"，亦非自订的
"new" 版本，一定要是最原始的 "new"）。
2) 你得 100% 确定该成员函数是此物件最後一个会呼叫到的。
3) 做完自杀的动作 ("delete this;") 後，你不能再去碰 "this" 的物件了，包
括资料及运作行为在内。
4) 做完自杀的动作 ("delete this;") 後，你不能再去碰 "this" 指标了。
换句话说，你不能查看它、将它与其他指标或是 NULL 相比较、印出其值、
对它转型、对它做任何事情。
很自然的，这项警告也适用於：当 "this" 是个指向基底类别的指标，而解构子不是
virtual 的场合。
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Q40：我该怎麽用 new 来配置多维阵列？
有很多方法，端视你对阵列大小的伸缩性之要求而定。极端一点的情形，如果你在编
译期就知道所有阵列的维度，你可以静态地配置（就像 C 一样）：
class Fred { /*...*/ };
void manipulateArray()
{
Fred matrix[10][20];
//使用 matrix[i][j]...
//不须特地去释放该阵列
}
另一个极端情况，如果你希望该矩阵的每个小块都能不一样大，你可以在自由记忆体
里配置之：
void manipulateArray(unsigned nrows, unsigned ncols[])
//'nrows' 是该阵列之列数。
//所以合法的列数为 (0, nrows-1) 开区间。
//'ncols[r]' 则是 'r' 列的行数 ('r' 值域为 [0..nrows-1])。
{
Fred** matrix = new Fred*[nrows];
for (unsigned r = 0; r 0; --r)
delete [] matrix[r-1];
delete [] matrix;
}
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Q41：C++ 能不能做到在执行时期才指定阵列的长度？
可以。STL 有一个 vector template 提供这种行为。请参考“程式库”一节的 STL
项目。
不行。内建的阵列型态必须在编译期就指定它的长度了。
可以，内建的阵列可以在执行期才指定第一个索引的□围。譬如说，和上一则 FAQ
相较，如果你只需要第一个维度大小能够变动，你可以 new 一个阵列的阵列（而不
是阵列指标的阵列 "an array of pointers to arrays"）：
const unsigned ncols = 100;
//'ncols' 不是执行期才决定的变数 (用来代表阵列的行数)
class Fred { ... };
void manipulateArray(unsigned nrows)
//'nrows' 是执行期才决定的变数 (用来代表阵列的列数)
{
Fred (*matrix)[ncols] = new Fred[nrows][ncols];
//用 matrix[i][j] 来处理
//deletion 是物件配置的逆运算：
delete [] matrix;
}
如果你不光是需要在执行期改变阵列的第一个维度的话，就不能这样做了。
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Q42：怎样确保某类别的物件都是用 "new" 建立的，而非区域或整体／静态变数？
确定该类别的建构子都是 "private:" 的，并定义个 "friend" 或 "static" 函数，
来传回一个指向由 "new" 建造出来的物件（把建构子设成 "protected:"，如果你想
要有衍生类别的话）。
class Fred { //只允许 Fred 动态地配置出来
public:
static Fred* create() { return new Fred(); }
static Fred* create(int i) { return new Fred(i); }
static Fred* create(const Fred& fred) { return new Fred(fred); }
private:
Fred();
Fred(int i);
Fred(const Fred& fred);
virtual ~Fred();
};
main()
{
Fred* p = Fred::create(5);
...
delete p;
}
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■□ 第１０节：除错与错误处理
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Q43：怎样处理建构子的错误？
丢出一个例外（throw an exception）。
建构子没有传回值，所以不可能采用它传回的错误码。因此，侦测建构子错误最好的
方法，就是丢出一个例外。
在 C++ 编译器尚未提供例外处理之前，我们可先把物件置於「半熟」的状态（譬如
：设个内部的状态位元），用个查询子（"inspector"）来检查该位元，就可让用户
查看该物件是否还活著。也可以用另一个成员函数来检查该位元，若该物件没存活
下来，就做个「没动作」（或是更狠的像是 "abort()" ）的程式。但这实在很丑陋。
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Q44：如果建构子会丢出例外的话，该怎麽处理它的资源？
物件里面的每个资料成员，都该自己收拾残局。
如果建构子丢出一个例外的话，该物件的解构子就“不会”执行。如果你的物件得回
复些曾做过的事情（像是配置记忆体、开启档案、锁定 semaphore），该物件内的资
料成员就“必须”记住这个「必须恢复的东西」。
举例来说：不要单单的把配置到的记忆体放入 "Fred*" 资料成员，而要放入一个「
聪明的指标」(smart pointer) 资料成员中；当该“聪明指标”死掉的话，它的解构
子就会删去 Fred 物件。
【译注】「聪明的指标」(smart pointer) 在 Q4 中有提到一点。
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■□ 第１１节：Const 正确性
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Q45：什麽是 "const correctness"？
好问题。
「常数正确性」乃使用 "const" 关键字，以确保常数物件不会被更动到。譬如：若
"f()" 函数接收一个 "String"，且 "f()" 想确保 "String" 不会被改变，你可以：
* 传值呼叫 (pass by value): void f( String s ) { /*...*/ }
* 透过常数参考 (reference): void f(const String& s ) { /*...*/ }
* 透过常数指标 (pointer) : void f(const String* sptr) { /*...*/ }
* 但不能用非常数参考 : void f( String& s ) { /*...*/ }
* 也不能用非常数指标 : void f( String* sptr) { /*...*/ }
在接收 "const String&" 参数的函数里面，想更动到 "s" 的话，会产生个编译期的
错误；没有牺牲任何执行期的空间及速度。
宣告 "const" 参数也是另一种型别安全方法，就像一个常数字串，它会“丧失”各
种可能会变更其内容的行为动作。如果你发现型别安全性质让你的系统正确地运作
（这是真的；特别是大型的系统），你会发现「常数正确性」亦如是。
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Q46：我该早一点还是晚一点让东西有常数正确性？
越越越早越好。
延後补以常数正确性，会导致雪球效应：每次你在「这儿」用了 "const"，你就得在
「那儿」加上四个以上的 "const"。
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Q47：什麽是「const 成员函数」？
一个只检测（而不更动）其物件的成员函数。
class Fred {
public:
void f() const;
}; // ^^^^^--- 暗示说 "fred.f()" 不会改变到 "fred"
此乃意指：「抽象层次」的（用户可见的）物件状态不被改变（而不是许诺：该物件
的「每一个位元内容」都不会被动到）。C++ 编译器不会对你许诺「每一个位元」这
种事情，因为不是常数的别名（alias）就可能会修改物件的状态（把 "const" 指标
黏上某个物件，并不能担保该物件不被改变；它只能担保该物件不会「被该指标的动
作」所改变）。
【译注】请逐字细读上面这句话。
"const" 成员函数常被称作「查询子」（inspector），不是 "const" 的成员函数则
称为「更动子」（mutator）。
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Q48：若我想在 "const" 成员函数内更新一个「看不见的」资料成员，该怎麽做？
使用 "mutable" 或是 "const_cast"。
【译注】这是很新的 ANSI C++ RTTI (RunTime Type Information) 规定，Borland
C++ 4.0 就率先提供了 const_cast 运算子。
少数的查询子需要对资料成员做些无害的改变（譬如："Set" 物件可能想快取它上一
回所查到的东西，以加速下一次的查询）。此改变「无害」是指：此改变不会由物件
的外部介面察觉出来（否则，该运作行为就该叫做更动子，而非查询子了）。
这类情况下，会被更动的资料成员就该被标示成 "mutable"（把 "mutable" 关键字
放在该资料成员宣告处前面；也就是和你放 "const" 一样的地方），这会告诉编译
器：此资料成员允许 const 成员函数改变之。若你不能用 "mutable" 的话，可以用
"const_cast" 把 "this" 的「常数性」给转型掉。譬如，在 "Set::lookup() const"
里，你可以说：
Set* self = const_cast(this);
这行执行之後，"self" 的位元内容就和 "this" 一样（譬如："self==this"），但
是 "self" 是一个 "Set*" 而非 "const Set*" 了，所以你就可以用 "self" 去修改
"this" 指标所指向的物件。
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Q49："const_cast" 会不会丧失最佳化的可能？
理论上，是；实际上，否。
就算编译器没真正做好 "const_cast"，欲避免 "const" 成员函数被呼叫时，会造成
暂存器快取区被清空的唯一方法，乃确保没有任何「非常数」的指标指向该物件。这
种情况很难得会发生（当物件在 const 成员函数被启用的□围内被建立出来；当所
有非 const 的成员函数在物件建立间启用，和 const 成员函数的启用被静态系结住
；当所有的启用也都是 "inline"；当建构子本身就是 "inline"；和当建构子所呼叫
的任何成员函数都是 inline 时）。
【译注】这一段话很难翻得好（好啦好啦！我功力不足... :- Base* 是正常的；那为什麽 Derived** --> Base** 则否？
C++ 让 Derived* 能转型到 Base*，是因为衍生的物件「是一种」基底的物件。然而
想由 Derived** 转型到 Base** 则是错误的！要是能够的话，Base** 就可能会被解
参用（产生一个 Base*），该 Base* 就可能指向另一个“不一样的”衍生类别，这
是不对的。
照此看来，衍生类别的阵列就「不是一种」基底类别的阵列。在 Paradigm Shift 公
司的 C++ 训练课程里，我们用底下的例子来比喻：
"一袋苹果「不是」一袋水果".
"A bag of apples is NOT a bag of fruit".
如果一袋苹果可以当成一袋水果来传递，别人就可能把香蕉放到苹果袋里头去！
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Q55：衍生类别的阵列「不是」基底的阵列，是否表示阵列不好？
没错，「阵列很烂」(开玩笑的 :-) 。
C++ 内建的阵列有一个不易察觉的问题。想一想：
void f(Base* arrayOfBase)
{
arrayOfBase[3].memberfn();
}
main()
{
Derived arrayOfDerived[10];
f(arrayOfDerived);
}
编译器认为这完全是型别安全的，因为由 Derived* 转换到 Base* 是正常的。但事
实上这很差劲：因为 Derived 可能会比 Base 还要大，f() 里头的阵列索引不光是
没有型别安全，甚至还可能没指到真正的物件呢！通常它会指到某个倒楣的
Derived 物件的中间去。
根本的问题在於：C++ 不能分辨出「指向一个东西」和「指向一个阵列」。很自然的
，这是 C++“继承”自 C 语言的特徵。
注意：如果我们用的是一个像阵列的「类别」而非最原始的阵列（譬如："Array"
而非 "T[]"），这问题就可以在编译期被挑出来，而非在执行的时候。
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● 12A：继承－－虚拟函数
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Q56：什麽是「虚拟成员函数」？
虚拟函数可让衍生的类别「取代」原基底类别所提供的运作。只要某物件是衍生出来
的，就算我们是透过基底物件的指标，而不是以衍生物件的指标来存取该物件，编译
器仍会确保「取代後」的成员函数被呼叫。这可让基底类别的演算法被衍生者所替换
，即使我们不知道衍生类别长什麽样子。
注意：衍生的类别亦可“部份”取代（覆盖，override）掉基底的运作行为（如有必
要，衍生类别的运作行为亦可呼叫它的基底类别版本）。
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Q57：C++ 怎样同时做到动态系结和静态型别？
底下的讨论中，"ptr" 指的是「指标」或「参考」。
一个 ptr 有两种型态：静态的 ptr 型态，与动态的「被指向的物件」的型态（该物
件可能实际上是个由其他类别衍生出来的类别的 ptr）。
「静态型别」("static typing") 是指：该呼叫的「合法性」，是以 ptr 的静态型
别为侦测之依据，如果 ptr 的型别能处理成员函数，则「指向的物件」自然也能。
「动态系结」("dynamic binding") 是指：「程式码」呼叫是以「被指向的物件」之
型态为依据。被称为「动态系结」，是因为真正会被呼叫的程式码是动态地（於执行
时期）决定的。
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Q58：衍生类别能否将基底类别的非虚拟函数覆盖（override）过去？
可以，但不好。
C++ 的老手有时会重新定义非虚拟的函数，以提升效率（换一种可能会运用到衍生类
别才有的资源的作法），或是用以避开遮蔽效应（hiding rule，底下会提，或是看
看 ARM ["Annotated Reference Manual"] sect.13.1），但是用户的可见性效果必
须完全相同，因为非虚拟的函数是以指标／参考的静态型别为分派（dispatch）的依
据，而非以指到的／被参考到的物件之动态型别来决定。
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Q59："Warning: Derived::f(int) hides Base::f(float)" 是什麽意思？
这是指：你死不了的。
你出的问题是：如果 Derived 宣告了个叫做 "f" 的成员函数，Base 却早已宣告了
个不同型态签名型式（譬如：参数型态或是 const 不同）的 "f"，这样子 Base "f"
就会被「遮蔽 hide」住，而不是被「多载 overload」或「覆盖 override」（即使
Base "f" 已经是虚拟的了）。
解决法：Derived 要替 Base 被遮蔽的成员函数重新定义（就算它不是虚拟的）。通
常重定义的函数，仅仅是去呼叫合适的 Base 成员函数，譬如：
class Base {
public:
void f(int);
};
class Derived : public Base {
public:
void f(double);
void f(int i) { Base::f(i); }
}; // ^^^^^^^^^^--- 重定义的函数只是去呼叫 Base::f(int)
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● 12B：继承－－一致性
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Q60：我该遮蔽住由基底类别继承来的公共成员函数吗？
绝对绝对绝对绝对不要这样做！
想去遮蔽（删去、撤消）掉继承下来的公共成员函数，是个很常见的错误。这通常是
脑袋塞满了浆糊的人才会做的傻事。
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Q61：圆形 "Circle" 是一种椭圆 "Ellipse" 吗？
若椭圆能够不对称地改变其两轴的大小，则答案就是否定的。
比方说，椭圆有个 "setSize(x,y)" 的运作行为，且它保证说「椭圆的 width() 为
x，height() 为 y」。这种情况之下，正圆形就不能算是一种椭圆。因为只要把某个
椭圆能做而正圆形不能的东西放进去，圆形就不再是个椭圆了。
这样一来，圆和椭圆之间可能有两种的（合法）关系：
* 将圆与椭圆完全分开来谈。
* 让圆及椭圆都同时自一个基底衍生出来，该基底为「不能做不对称的 setSize
运作的特殊椭圆形」。
以第一个方案而言，椭圆可继承自「非对称图形」（伴随著一个 setSize(x,y) ），
圆形则继承自「对称图形」，带有一个 setSize(size) 成员函数。
第二个方案中，可让卵形 "Oval" 类别有个 "setSize(size)"：将 "width()" 和
"height()" 都设成 "size"，然後让椭圆和圆形都自卵形中衍生出来。椭圆（而不是
正圆形）会加入一个 "setSize(x,y)" 运算（如果这个 "setSize()" 运作行为的名
称重复了，就得注意前面提过的「遮蔽效应」）。
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Q62：对「圆形是／不是一种椭圆」这两难问题，有没有其他说法？
如果你说：椭圆都可以不对称地挤压，又说：圆形是一种椭圆，又说：圆形不能不对
称地挤压下去，那麽很明显的，你说过的某句话要做修正（老实说，该取消掉）。所
以你不是得去掉 "Ellipse::setSize(x,y)"，去掉圆形和椭圆间的继承关系，就是得
承认你的「圆形」不一定是正圆。
这儿有两个 OO/C++ 新手最易落入的陷阱。他们想用程式小技巧来弥补差劲的事前设
计（他们重新定义 Circle::setSize(x,y)，让它丢出一个例外，呼叫 "abort()" ，
或是选用两参数的平均数，或是不做任何事情），不幸的，这些技俩都会让使用者感
到吃惊：他们原本都预期 "width() == x" 和 "height() == y" 这两个事实会成立。
唯一合理的做法似乎是：降低椭圆形 "setSize(x,y)" 的保证事项（譬如，你可以改
成：「这运作行为“可能”会把 width() 设成 x、height() 设成 y，也可能“不做
任何事”」）。不幸的，这样会把界限冲淡，因为使用者没有任何有意义的物件行为
足以依靠，整个类别阶层也就无毫价值可言了（很难说服别人去用一个：问你说它是
做什麽的，你却只会耸耸肩膀说不知道的物件）。
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● 12C：继承－－存取规则
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Q63：为什麽衍生的类别无法存取基底的 "private" 东西？
让你不被基底类别将来的改变所影响。
衍生类别不能存取到基底的私有（private）成员，它有效地把衍生类别「封住」，
基底类别内的私有成员如有改变，也不会影响到衍生的类别。
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Q64："public:"、"private:"、"protected:" 的差别是？
"Private:" 在前几节中讨论过了；"public:" 是指：「任何人都能存取之」；第三
个 "protected:" 是让某成员（资料成员或是成员函数）只能由衍生类别存取之。
【译注】"protected:" 是让「衍生类别」，而非让「衍生类别的物件案例」能存取
得到 protected 的部份。
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Q65：当我改变了内部的东西，怎样避免子类别被破坏？
物件类别有两个不同的介面，提供给不同种类的用户：
* "public:" 介面用以服务不相关的类别。
* "protected:" 介面用以服务衍生的类别。
除非你预期所有的子类别都会由你们的工作小组建出来，否则你应该将基底类别的资
料位元内容放在 "private:" 处，用 "protected:" 行内存取函数来存取那些资料。
这样的话，即使基底类别的私有资料改变了，衍生类别的程式也不会报废，除非你改
变了基底类别的 protected 处的存取函数。
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● 12D：继承－－建构子与解构子
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Q66：若基底类别的建构子呼叫一个虚拟函数，为什麽衍生类别覆盖掉的那个虚拟函
数却不会被呼叫到？
在基底类别 Base 的建构子执行过程中，该物件还不是属於衍生 Derived 的，所以
如果 "Base::Base()" 呼叫了虚拟函数 "virt()"，则 "Base::virt()" 会被呼叫，
即使真的有 "Derived::virt()"。
类似的道理，当 Base 的解构子执行时，该物件不再是个 Derived 了，所以当
Base::~Base() 呼叫 "virt()"，则 "Base::virt()" 会被执行，而非覆盖後的版本
"Derived::virt()"。
当你想像到：如果 "Derived::virt()" 碰得到 Derived 类别的物件成员，会造成什
麽样的灾难，你很快就会看出这规则的明智之处。
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Q67：衍生类别的解构子应该外显地呼叫基底的解构子吗？
不要，绝对不要外显地呼叫解构子（「绝对不要」指的是「几乎完全不要」）。
衍生类别的解构子（不管你是否明显定义过）会“自动”去呼叫成员物件的、以及基
底类别之子物件的解构子。成员物件会以它们在类别中出现的相反顺序解构，接下来
是基底类别的子物件，以它们出现在类别基底列表的相反顺序解构之。
只有在极为特殊的情况下，你才应外显地呼叫解构子，像是：解构一个由「新放入的
new 运算子」配置的物件。
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● 12E：继承－－Private 与 protected 继承
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Q68：该怎麽表达出「私有继承」(private inheritance)？
用 ": private" 来代替 ": public." 譬如：
class Foo : private Bar {
//...
};
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Q69：「私有继承」和「成份」(composition) 有多类似？
私有继承是「成份」(has-a) 的一种语法变形。
譬如：「汽车有引擎」("car has-a engine") 关系可用成份来表达：
class Engine {
public:
Engine(int numCylinders);
void start(); //starts this Engine
};
class Car {
public:
Car() : e_(8) { } //initializes this Car with 8 cylinders
void start() { e_.start(); } //start this Car by starting its engine
private:
Engine e_;
};
同样的 "has-a" 关系也可用私有继承来表达：
class Car : private Engine {
public:
Car() : Engine(8) { } //initializes this Car with 8 cylinders
Engine::start; //start this Car by starting its engine
};
这两种型式的成份有几分相似性：
* 这两种情况之下，Car 只含有一个 Engine 成员物件。
* 两种情况都不能让（外界）使用者由 Car* 转换成 Engine* 。
也有几个不同点：
* 如果你想要让每个 Car 都含有数个 Engine 的话，就得用第一个型式。
* 第二个型式可能会导致不必要的多重继承（multiple inheritance）。
* 第二个型式允许 Car 的成员从 Car* 转换成 Engine* 。
* 第二个型式可存取到基底类别的 "protected" 成员。
* 第二个型式允许 Car 覆盖掉 Engine 的虚拟函数。
注意：私有继承通常是用来获得基底类别 "protected:" 成员的存取权力，但这通常
只是个短程的解决方案。
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Q70：我比较该用哪一种：成份还是私有继承？
成份。
正常情形下，你不希望存取到太多其他类别的内部，但私有继承会给你这些额外的权
力（与责任）。不过私有继承不是洪水猛兽；它只是得多花心力去维护罢了，因为它
增加了别人动到你的东西、让你的程式出差错的机会。
合法而长程地使用私有继承的时机是：当你想新建一个 Fred 类别，它会用到 Wilma
类别的程式码，而且 Wilma 的程式码也会呼叫到你这个 Fred 类别里的运作行为时
。这种情形之下，Fred 呼叫了 Wilma 的非虚拟函数，Wilma 也呼叫了它自己的、会
被 Fred 所覆盖的虚拟函数（通常是纯虚拟函数）。要用成份来做的话，太难了。
class Wilma {
protected:
void fredCallsWilma()
{ cout << "Wilma::fredCallsWilma()\n"; wilmaCallsFred(); }
virtual void wilmaCallsFred() = 0;
};
class Fred : private Wilma {
public:
void barney()
{ cout << "Fred::barney()\n"; Wilma::fredCallsWilma(); }
protected:
virtual void wilmaCallsFred()
{ cout << "Fred::wilmaCallsFred()\n"; }
};
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Q71：我应该用指标转型方法，把「私有」衍生类别转成它的基底吗？
当然不该。
以私有衍生类别的运作行为、夥伴来看，从它上溯到基底类别的关系为已知的，所以
从 PrivatelyDer* 往上转换成 Base*（或是从 PrivatelyDer& 到 Base&）是安全的
；强制转型是不需要也不鼓励的。
然而用 PrivateDer 的人应该避免这种不安全的转换，因为此乃立足於 PrivateDer
的 "private" 决定，这个决定很容易在日後不经察觉就改变了。
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Q72：保护继承 (protected inheritance) 和私有继承有何关连？
相似处：两者都能覆盖掉私有／保护基底类别的虚拟函数，两者都不把衍生的类别视
为“一种”基底类别。
不相似处：保护继承可让衍生类别的衍生类别知道它的继承关系（把实行细节显现出
来）。它有好处（允许保护继承类别的子类别，藉这项关系来使用保护基底类别），
也有代价（保护继承的类别，无法既想改变这种关系，而又不破坏到进一步的衍生类
别）。
保护继承使用 ": protected" 这种语法：
class Car : protected Engine {
//...
};
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Q73："private" 和 "protected" 的存取规则是什麽？
拿底下这些类别当例子：
class B { /*...*/ };
class D_priv : private B { /*...*/ };
class D_prot : protected B { /*...*/ };
class D_publ : public B { /*...*/ };
class UserClass { B b; /*...*/ };
没有一个子类别能存取到 B 的 private 部份。
在 D_priv 内，B 的 public 和 protected 部份都变成 "private"。
在 D_prot 内，B 的 public 和 protected 部份都变成 "protected"。
在 D_publ 内，B 的 public 部份还是 public，protected 还是 protected
(D_publ is-a-kind-of-a B) 。
Class "UserClass" 只能存取 B 的 public 部份，也就是：把 UserClass 从 B 那
儿封起来了。
欲把 B 的 public 成员在 D_priv 或 D_prot 内也变成 public，只要在该成员的名
字前面加上 "B::"。譬如：想让 "B::f(int,float)" 成员在 D_prot 内也是 public
的话，照这样写：
class D_prot : protected B {
public:
B::f; //注意：不是写成 "B::f(int,float)"
};
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■□ 第１３节：抽象化（abstraction）
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Q74：分离介面与实作是做什麽用的？
介面是企业体最有价值的资源。设计介面会比只把一堆独立的类别拼凑起来来得耗时
，尤其是：介面需要花费更高阶人力的时间。
既然介面是如此重要，它就应该保护起来，以避免被资料结构等等实作细节之变更所
影响。因此你应该将介面与实作分离开来。
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Q75：在 C++ 里，我该怎样分离介面与实作（像 Modula-2 那样）？
用 ABC（见下一则 FAQ）。
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Q76：ABC ("abstract base class") 是什麽？
在设计层面，ABC 对应到抽象的概念。如果你问机械师父说他修不修运输工具，他可
能会猜你心中想的到底是“哪一种”运输工具，他可能不会修理太空梭、轮船、脚踏
车、核子潜艇。问题在於：「运输工具」是个抽象的概念（譬如：你建不出一辆「运
输工具」，除非你知道要建的是“哪一种”）。在 C++，运输工具类别可当成是一个
ABC，而脚踏车、太空梭……等等都当做它的子类别（轮船“是一种”运输工具）。
在真实世界的 OOP 中，ABC 观念到处都是。
在程式语言层面，ABC 是有一个以上纯虚拟成员函数（pure virtual）的类别（详见
下一则 FAQ），你无法替一个 ABC 建造出物件（案例）来。
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Q77：「纯虚拟」(pure virtual) 成员函数是什麽？
ABC 的某种成员函数，你只能在衍生的类别中实作它。
有些成员函数只存於观念中，没有任何实质的定义。譬如，假设我要你画个 Shape，
它位於 (x,y)，大小为 7。你会问我「我该画哪一种 shape？」（圆、方、六边……
都有不同的画法。）在 C++ 里，我们可以先标出有一个叫做 "draw()" 这样的运作
行为，且规定它只能（逻辑上）在子类别中定义出来：
class Shape {
public:
virtual void draw() const = 0;
//... ^^^--- "= 0" 指：它是 "pure virtual"
};
此纯虚拟函数让 "Shape" 变成一个 ABC。若你愿意，你可以把 "= 0" 语法想成是：
该程式码是位於 NULL 指标处。因此，"Shape" 提供一个服务项目，但它现在尚无法
提供实质的程式码以实现之。这样会确保：任何由 Shape 衍生出的 [具体的] 类别
之物件，“将会”有那个我们事先规定的成员函数，即使基底类别尚无足够的资讯去
真正的“定义”它。
【译注】此处「定义」、「宣告」二词要分辨清楚！
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Q78：怎样替整个类别阶层提供列印的功能？
提供一个 friend operator<< 去呼叫 protected 的虚拟函数：
class Base {
public:
friend ostream& operator<< (ostream& o, const Base& b)
{ b.print(o); return o; }
//...
protected:
virtual void print(ostream& o) const; //或 "=0;" 若 "Base" 是个 ABC
};
class Derived : public Base {
protected:
virtual void print(ostream& o) const;
};
这样子所有 Base 的子类别只须提供它们自己的 "print(ostream&) const" 成员函
数即可（它们都共用 "<<" operator）。这种技巧让夥伴像是有了动态系结的能力。
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Q79：何时该把解构子弄成 virtual？
当你可能经由基底的指标去 "delete" 掉衍生的类别时。
虚拟函数把某物件所属之真正类别所附的程式码，而非该指标／参考本身之类别所附
的程式给系结上去。 当你说 "delete basePtr"，且它的基底有虚拟解构子的话，则
真正会被呼叫到的解构子，就是 *basePtr 物件之型态所属的解构子，而不是该指标
本身之型态所附的解构子。一般说来这的确是一件好事。
让你方便起见，你唯一不必将某类别的解构子设为 virtual 的场合是：「该类别“
没有”任何虚拟函数」。因为加入第一个虚拟函数，就会替每个物件都添加额外的空
间负担（通常是一个机器 word 的大小），这正是编译器实作出动态系结的□密；它
通常会替每个物件加入额外的指标，称为「虚拟指标表格」(virtual table pointer)
，或是 "vptr" 。
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Q80：虚拟建构子 (virtual constructor) 是什麽？
一种让你能做些 C++ 不直接支援的事情之惯用法。
欲做出虚拟建构子的效果，可用个虚拟的 "createCopy()" 成员函数（用来做为拷贝
建构子），或是虚拟的 "createSimilar()" 成员函数（用来做为预设建构子）。
class Shape {
public:
virtual ~Shape() { } //详见 "virtual destructors"
virtual void draw() = 0;
virtual void move() = 0;
//...
virtual Shape* createCopy() const = 0;
virtual Shape* createSimilar() const = 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
Circle* createCopy() const { return new Circle(*this); }
Circle* createSimilar() const { return new Circle(); }
//...
};
执行了 "Circle(*this)" 也就是执行了拷贝建构的行为（在这些运作行为中，
"*this" 的型态为 "const Circle&"）。"createSimilar()" 亦类似，但它乃建构出
一个“预设的”Circle。
这样用的话，就如同有了「虚拟建构子」(virtual constructors)：
void userCode(Shape& s)
{
Shape* s2 = s.createCopy();
Shape* s3 = s.createSimilar();
//...
delete s2; // 该解构子必须是 virtual 才行!!
delete s3; // 如上.
}
不论该 Shape 是 Circle、Square，甚或其他还不存在的 Shape 种类，这函数都能
正确执行。
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