用C++设计一个不能被继承的类

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题目：用C++ 设计一个不能被继承的类。
分析：这是Adobe 公司2007 年校园招聘的最新笔试题。这道题除了考察应聘者的C++ 基本功底外，还能考察反应能力，是一道很好的题目。
在Java 中定义了关键字final ，被final 修饰的类不能被继承。但在C++ 中没有final 这个关键字，要实现这个要求还是需要花费一些精力。
首先想到的是在C++ 中，子类的构造函数会自动调用父类的构造函数。同样，子类的析构函数也会自动调用父类的析构函数。要想一个类不能被继承，我们只要把它的构造函数和析构函数都定义为私有函数。那么当一个类试图从它那继承的时候，必然会由于试图调用构造函数、析构函数而导致编译错误。
可是这个类的构造函数和析构函数都是私有函数了，我们怎样才能得到该类的实例呢？这难不倒我们，我们可以通过定义静态来创建和释放类的实例。基于这个思路，我们可以写出如下的代码：
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Define a class which can't be derived from
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
classFinalClass1
{
public :
staticFinalClass1*
GetInstance()
{
returnnew
FinalClass1;
}

staticvoid
DeleteInstance(FinalClass1*
pInstance)
{
deletepInstance;
pInstance = 0;
}

private :
FinalClass1() {}
~FinalClass1() {}
};
这个类是不能被继承，但在总觉得它和一般的类有些不一样，使用起来也有点不方便。比如，我们只能得到位于堆上的实例，而得不到位于栈上实例。
能不能实现一个和一般类除了不能被继承之外其他用法都一样的类呢？办法总是有的，不过需要一些技巧。请看如下代码：
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Define a class which can't be derived from
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
template<typename
T> class
MakeFinal
{
friendT;

private :
MakeFinal() {}
~MakeFinal() {}
};

classFinalClass2 :
virtual public
MakeFinal<FinalClass2>
{
public :
FinalClass2() {}
~FinalClass2() {}
};
这个类使用起来和一般的类没有区别，可以在栈上、也可以在堆上创建实例。尽管类 MakeFinal <FinalClass2>
的构造函数和析构函数都是私有的，但由于类 FinalClass2 是它的友元函数，因此在 FinalClass2
中调用 MakeFinal <FinalClass2> 的构造函数和析构函数都不会造成编译错误。
但当我们试图从 FinalClass2 继承一个类并创建它的实例时，却不同通过编译。
classTry :
public FinalClass2
{
public :
Try() {}
~Try() {}
};

Trytemp;
由于类 FinalClass2 是从类 MakeFinal
<FinalClass2> 虚继承过来的，在调用 Try 的构造函数的时候，会直接跳过 FinalClass2 而直接调用
MakeFinal <FinalClass2> 的构造函数。非常遗憾的是， Try 不是
MakeFinal <FinalClass2> 的友元，因此不能调用其私有的构造函数。
基于上面的分析，试图从 FinalClass2 继承的类，一旦实例化，都会导致编译错误，因此是 FinalClass2 不能被继承。这就满足了我们设计要求
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转载于：cnblog
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一个类不能被继承，也就是说它的子类不能构造父类，这样子类就没有办法实例化整个子类从而实现子类无法继承父类。我们可以将一个类的构造函数声明为私有，使得这个类的构造函数对子类不可见，那么这个类也就不能继承了。但是，这引出一个问题，客户程序岂不是也无法实例化这个类了？OK，让我们参考一下Singleton模式，用一个static函数来帮助创建这个类的实例，问题就解决了！

class CParent
{
private:
CParent(int v){m_v = v;}
~CParent(){}
int m_v;
static CParent * m_instance;
public:
void fun(){cout << "The value is: " << m_v << endl;}
static CParent * getInstance(int v);
};
CParent * CParent::m_instance = NULL;
CParent * CParent::getInstance(int v)
{
m_instance = new CParent(v);
return m_instance;
}

这是一个有效的方法，但是static函数创建出来的实例必然是static的。而且，这个类不能像普通的类那样构建对象，比如：

CParent c; // impossible

换个思路考虑一下，友元不也是不能被继承的么？我们可以把类的构造函数定义为private的同时，定义友元函数来帮助构造类的实例。

class CParent
{
private:
CParent(int v){m_v = v;}
~CParent();
int m_v;
public:
void fun(){cout << "The value is: " << m_v << endl;}
friend CParent * getInstance(int v);
};
CParent * getInstance(int v)
{
CParent * pinstance = new CParent(v);
return pinstance;
}

这个类也是不能被继承的，但是出现的问题和前面一样：我们还是不能像对普通类那样对待这个类。

现在设想一下，有一个CParent类，我们不希望他能够被继承。在友元不能被继承的思路指引下，我们要考虑让CParent的友元属性不能被继承。假设有一个辅助类CNoHeritance，CParent是CNoHeritance类的友元。还要假设一个CChild类，它试图去继承CParent类（如果它有这个能耐的话）。

先把CNoHeritance类的构造函数定义成private，然后将CParent声明为CNoHeritance的友元类。同时CParent继承了CNoHeritance类。到目前为止，CNoHeritance除了CParent类以外，谁也无法对它进行访问和实例化。CChild因为无法继承CParent的友元特性，所以CChild无法对CNoHeritance直接进行实例化（但是可以通过CParent）。

到目前为止，CParent还是可以被继承的。这是一个trick.让我们整理一下思路，下面的图说明了CNoHeritance, CParent和CChild三个类之间的关系。

如果我们让CParent类虚继承CNoHeritance类，根据虚继承的特性，虚基类的构造函数由最终的子类负责构造。因此CChild如果要想继承CParent，它必须能够构造CNoHeritance，这是不可能的！因此，我们的CParent也就终于成为了一个无法继承的类。

class CNoHeritance
{
private:
CNoHeritance(){}
~CNoHeritance(){}
friend class CParent;
};
class CParent : virtual public CNoHeritance
{
public:
CParent(int v){m_v = v;}
~CParent(){};
private:
int m_v;
public:
void fun(){cout << "The value is: " << m_v << endl;}
};
class CChild : public CParent
{
public:
CChild():CParent(10){}
~CChild(){}
};

需要注意的是，我们这里引入的CNoHeritance类对整个程序而言，只引入了Private的构造函数和析构函数，所以不会因为可能的菱形继承带来二义性.

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