Есть ли примеры, когда нам * нужно * защищенное наследование в C++?

Здесь люди, кажется, ошибаются наследованием защищенного класса и защищенными методами.

FWIW, я никогда не видел, чтобы кто-то использовал наследование защищенных классов, и, если я правильно помню, я думаю, что Страуструп даже считал "защищенный" уровень ошибкой в ​​C++. Вы не сможете сделать очень немногое, если удалите этот уровень защиты и будете полагаться только на общедоступные и частные.

C++ FAQ Lite упоминает случай, когда использование частного наследования является законным решением (см. [24.3.] Что мне лучше выбрать: композицию или частное наследование?). Это когда вы хотите вызвать производный класс из частного базового класса через виртуальную функцию (в данном случае derivedFunction()):

class SomeImplementationClass
{
protected:
    void service() {
        derivedFunction();
    }

    virtual void derivedFunction() = 0;      

    // virtual destructor etc
};

class Derived : private SomeImplementationClass
{
    void someFunction() {
        service();
    }

    virtual void derivedFunction() {
        // ...
    }

    // ...
};

Теперь, если вы хотите унаследовать от класса Derived и хотите использовать Base::service() из производного класса (скажем, вы хотите переместить Derived::someFunction() в производный класс), самый простой способ добиться этого - изменить частное наследование Base на защищенное наследование.

Извините, не могу придумать более конкретного примера. Лично мне нравится делать все наследование общедоступным, чтобы не тратить время на обсуждение вопроса «должен ли я делать отношения наследования защищенными или закрытыми».

Есть очень редкий вариант использования защищенного наследования. Здесь вы хотите использовать ковариация:

struct base { 
    virtual ~base() {} 
    virtual base & getBase() = 0;
}; 

struct d1 : private /* protected */ base { 
    virtual base & getBase() { 
        return this; 
    } 
}; 

struct d2 : private /* protected */ d1 {
    virtual d1 & getBase () { 
        return this; 
    } 
}; 

Предыдущий фрагмент пытался скрыть его базовый класс и обеспечить контролируемую видимость баз и их функций, по любой причине, с помощью функции "getBase".

Однако в структуре d2 произойдет сбой, поскольку d2 не знает, что d1 является производным от base. Таким образом, covariance работать не будет. Выход из этого - сделать их защищенными, чтобы наследование было видно в d2.

Похожий пример использования этого - когда вы унаследованы от std::ostream, но не хотите, чтобы случайные люди писали в ваш поток. Вы можете предоставить виртуальную функцию getStream, которая возвращает std::ostream&. Эта функция может выполнять некоторую подготовку потока к следующей операции. Например, установка определенных манипуляторов.

std::ostream& d2::getStream() {
    this->width(10);
    return *this;
}

logger.getStream() << "we are padded";