条款39：明智而审慎地使用 private 继承

private 继承 是一种特殊的继承方式，其主要特点包括：

1. 无隐式转换：如果类之间的继承关系是 private，编译器不会自动将 derived class 的对象转换为 base class 的对象。
2. 成员访问权限变化：由 private base class 继承而来的所有成员，在 derived class 中都会变为 private 属性，即使它们在 base class 中是 public 或 protected 的。

与 复合 (composition) 不同，private 继承还支持特定的优化，如 empty base 最优化 (Empty Base Optimization, EBO)。这是实现轻量级对象的重要技术，尤其在一些性能敏感的程序库开发中。

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示例 1：private 继承无隐式转换

class Base {
public:void display() const {std::cout << "Base display" << std::endl;}
};class Derived : private Base {
public:void show() const {display(); // Derived 可以访问 Base 的成员}
};int main() {Derived d;d.show();// d.display(); // 错误：Base 的成员在 Derived 中是 private 的return 0;
}

在这个例子中，Derived 从 Base 继承了 display，但客户代码不能直接访问它，因为 private 继承使得 Base 的成员变为 Derived 的私有成员。

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示例 2：private 继承 vs 复合

复合版本：

class Base {
public:void display() const {std::cout << "Base display" << std::endl;}
};class Derived {
public:void show() const {base.display(); // 使用复合的 Base 对象}private:Base base; // 复合关系
};

private 继承版本：

class Base {
public:void display() const {std::cout << "Base display" << std::endl;}
};class Derived : private Base {
public:void show() const {display(); // 直接访问 Base 的成员}
};

两者的主要区别在于，复合关系 更适合描述 “has-a” 关系，而 private 继承 更适合描述 “is-implemented-in-terms-of” 关系。

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示例 3：empty base 最优化 (EBO)

当基类为空时，private 继承可以避免不必要的内存开销。以下示例展示了 EBO 的效果：

class EmptyBase {};class Derived : private EmptyBase {
public:int value;
};int main() {std::cout << "Size of EmptyBase: " << sizeof(EmptyBase) << std::endl;std::cout << "Size of Derived: " << sizeof(Derived) << std::endl;return 0;
}

在此例中，Derived 类继承自 EmptyBase，但其大小可能与 int 相同。这是因为编译器可以利用 EBO 消除空基类的内存占用。

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适用场景

• 复合优先：如果你只是需要实现某种功能，复合通常是更直观的选择。
• private 继承：当你需要从基类中继承实现（而非接口），或者需要利用 EBO 最优化内存布局时，可以使用 private 继承。

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总结

• private 继承 适用于描述 “is-implemented-in-terms-of” 关系。
• 与复合相比，private 继承可以直接访问基类成员，但不能隐式转换为基类类型。
• 在需要优化对象尺寸时，private 继承可能优于复合，因为它可以触发 EBO。