C++ final关键字[编辑 | 编辑源代码]

介绍[编辑 | 编辑源代码]

final 是 C++11 引入的关键字，用于限制类或虚函数的继承和重写。它提供了一种机制，允许开发者明确禁止派生类进一步继承某个基类，或者禁止派生类重写某个虚函数。使用 `final` 可以增强代码的安全性和可维护性，防止意外的继承或重写行为。

语法[编辑 | 编辑源代码]

`final` 关键字可以应用于两种场景：

1. 类声明：防止类被继承。

   class Base final {
       // 类定义
   };

2. 虚函数声明：防止虚函数在派生类中被重写。

   class Base {
   public:
       virtual void func() final;
   };

类声明中的 final[编辑 | 编辑源代码]

当一个类被声明为 `final` 时，任何尝试继承它的行为都会导致编译错误。

示例代码[编辑 | 编辑源代码]

class Base final {
public:
    void display() {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

// 尝试继承 final 类会导致编译错误
class Derived : public Base {
public:
    void display() {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base b;
    b.display();
    return 0;
}

输出与错误[编辑 | 编辑源代码]

编译器会报错，提示无法从 `final` 类 `Base` 派生：

error: cannot derive from 'final' base 'Base' in derived type 'Derived'

虚函数中的 final[编辑 | 编辑源代码]

当一个虚函数被声明为 `final` 时，派生类不能重写该函数。

示例代码[编辑 | 编辑源代码]

class Base {
public:
    virtual void display() final {
        std::cout << "Base display" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    // 尝试重写 final 虚函数会导致编译错误
    void display() override {
        std::cout << "Derived display" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    d.display();
    return 0;
}

输出与错误[编辑 | 编辑源代码]

编译器会报错，提示无法重写 `final` 函数：

error: virtual function 'virtual void Derived::display()' overriding final function

实际应用场景[编辑 | 编辑源代码]

`final` 关键字在以下场景中非常有用：

1. 设计不可变类：如果一个类不应该被继承（例如，出于安全或设计约束），可以将其标记为 `final`。 2. 性能优化：编译器可以对 `final` 类或函数进行优化，因为不需要考虑多态行为。 3. API 设计：库开发者可以使用 `final` 防止用户重写关键函数，确保行为一致性。

案例：不可变类[编辑 | 编辑源代码]

class Immutable final {
private:
    const int value;
public:
    Immutable(int v) : value(v) {}
    int getValue() const { return value; }
};

// 无法继承 Immutable
// class Mutable : public Immutable { ... }; // 错误

注意事项[编辑 | 编辑源代码]

1. `final` 只能用于类和虚函数，不能用于非虚函数或普通函数。 2. `final` 是上下文相关的关键字，只有在类或虚函数声明中才有特殊含义。 3. 过度使用 `final` 可能会限制代码的灵活性，应谨慎使用。

总结[编辑 | 编辑源代码]

`final` 关键字是 C++11 引入的重要特性，用于限制继承和虚函数重写。它可以帮助开发者编写更安全、更高效的代码，尤其是在设计不可变类或关键 API 时。理解并合理使用 `final` 是掌握现代 C++ 的重要一步。

参见[编辑 | 编辑源代码]