在C++继承中考虑这样一个关系: B与C都是从相同的基类派生的,该基类称为A,然后D多重继承了B和C,因为B和C都包含了A的子对象。所以C包含了A的两个子对象。继承关系如下图
从继承图形状上看,有时该继承层次结构称为菱形。没有菱形时,多重继承相当简单。但是只要菱形一出现,由于新类中存在重叠的子对象。麻烦就开始了。重叠的子对象增加了存储空间。这种额外开销是否成为一个问题取决我们的设计,但是问题的关键是如何解决菱形继承带来的二义性。
用代码和编译器的抱怨来解释这个问题比较直观。
#include <iostream> using namespace std; class A { public: A(int ax):a(ax) { } void print_fuck() { cout<<"abc"<<endl; } private: int a; }; class B : public A { public: B(int ax,int bx):A(ax),b(bx) { } private: int b; }; class C : public A { public: C(int ax,int cx):A(ax),c(cx) { } private: int c; }; class D : public B, public C { public: D(int ax,int bx,int cx, int dx): B(ax,bx), C(ax,cx),d(dx) { } private: int d; }; int main(int argc, char const *argv[]) { D d(1,2,3,4); A *pa = (A*) &d; //上行转换出现二义性,d中含有两个基类对象A,隐式转换不知道让pa指向哪个子对象 d.print_fuck(); //print_fuck具有二义性,系统不知道是调用B类还是C类的print_fuck() return 0; }编译:
# wenxiaole at localhost in ~ [11:34:26] $ g++ test.cpp test.cpp:61:18: error: ambiguous conversion from derived class 'D' to base class 'A': class D -> class B -> class A class D -> class C -> class A A *pa = (A*) &d; //上行转换出现二义性。 ^~ test.cpp:62:7: error: non-static member 'print_fuck' found in multiple base-class subobjects of type 'A': class D -> class B -> class A class D -> class C -> class A d.print_fuck(); //print_fuck具有二义性,系统不知道是调用B类还是C类的... ^ test.cpp:12:10: note: member found by ambiguous name lookup void print_fuck() ^ 2 errors generated.注意编译器报错,在代码里的注释我已经解释过这些报错的意思。
下面我们来探讨如何解决二义性,首先我们不使用虚继承机制,直接在代码里告诉编译器是使用B类的A子对象还是C类的A子对象即可解决二义性问题
#include <iostream> using namespace std; class A { public: A(int ax):a(ax) { } void print_fuck() { cout<<"abc"<<endl; } private: int a; }; class B : public A { public: B(int ax,int bx):A(ax),b(bx) { } private: int b; }; class C : public A { public: C(int ax,int cx):A(ax),c(cx) { } private: int c; }; class D : public B, public C { public: D(int ax,int bx,int cx, int dx): B(ax,bx), C(ax,cx),d(dx) { } private: int d; }; int main(int argc, char const *argv[]) { D d(1,2,3,4); A *pa_1 = (A*)(B*)&d; A *pa_2 = (A*)(C*)&d; d.B::print_fuck(); d.C::print_fuck(); return 0; }注意在main函数中的修改,再次编译并且运行,发现无报错。
# wenxiaole at localhost in ~ [12:01:46] $ g++ test.cpp # wenxiaole at localhost in ~ [12:02:00] $ ./a.out abc abc下面我们使用 C++的虚继承机制来解决菱形继承的问题 简单来说:引入虚继承后D中的子对象B和子对象B共同拥有同一个子对象A,既节约了内存空间,同时避免了二义性。下面给出如何在代码中引入虚继承,注意代码中有注释的地方。
#include <iostream> using namespace std; class A { public: A(int ax):a(ax) { } void print_fuck() { cout<<"abc"<<endl; } private: int a; }; class B : virtual public A //在继承时加上virtual关键字。 { public: B(int ax,int bx):A(ax),b(bx) { } private: int b; }; class C : virtual public A //在继承时加上virtual关键字。 { public: C(int ax,int cx):A(ax),c(cx) { } private: int c; }; class D : public B, public C { public: D(int ax,int bx,int cx, int dx): A(ax), B(ax,bx), C(ax,cx),d(dx) //注意构造函数的书写与上面不同,要显式的初始化虚基类子对象 { } private: int d; }; int main(int argc, char const *argv[]) { D d(1,2,3,4); A *pa_1 = (A*)&d; //引入了虚继承后规避了二义性 A *pa_2 = (A*)&d; d.print_fuck(); return 0; }编译运行
# wenxiaole at localhost in ~ [12:17:36] $ g++ test.cpp # wenxiaole at localhost in ~ [12:17:39] $ ./a.out abc