PTA 7-6 A是A1的虚基类

本文介绍了如何在C++中使用基类和派生类,特别是虚基类的使用,以及一个多继承的类A3的设计。展示了构造函数的调用和成员函数disp的实现,以输出整数和保护数据成员的值。

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本题目要求读入3个整数A、B和C,然后按照下列要求完成相关设计:1.定义一个基类A,在其中包含保护的数据成员int i,设计类A的带参构造函数对i进行初始化,定义成员函数display()显示i值; 2.定义基类A的公有派生类A1,且A是A1的虚基类;A1中包含保护的数据成员int j,设计类A1的构造函数; 3.定义基类A的公有派生类A2,且A是A2的虚基类;A2中包含保护的数据成员int k,设计类A2的构造函数; 4.定义类A3,A3是A1和A2以多继承方式生成的公有派生类,设计类A3的构造函数;定义成员函数disp()在其中调用display()函数显示i值,另外输出j和k值; 5.在main()中定义类A3的1个对象变量,通过输入的3个整数完成对象的创建;调用类A3的成员函数disp()输出信息。

输入格式:

输入在一行中给出3个绝对值不超过1000的整数A、B和C。

输出格式:

按行输出每个类中的构造函数中的信息和在主函数中调用的对象的成员函数。

输入样例:

在这里给出一组输入。例如:

1 2 3

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如:

Call A:i=1
Call A1:i=1
Call A2:i=1
Call A3:i=1
i=1
j=2
k=3

代码:

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
protected:
	int m_i;
public:
	A(int i):m_i(i)
	{
		cout << "Call A:i=" << m_i << endl;
	}
	void display()
	{
		cout << "i=" << m_i << endl;
	}
};

class A1 :virtual public A
{
protected:
	int m_j;
public:
	A1(int i , int j):A(i),m_j(j)
	{
		cout << "Call A1:i=" << m_i << endl;
	}
};

class A2 :virtual public A
{
protected:
	int m_k;
public:
	A2(int i, int k) :A(i), m_k(k) 
	{
		cout << "Call A2:i=" << m_i << endl;
	}
};

class A3 :public A1 , public A2
{
public:
	A3(int i, int j, int k) :A(i),A1(i , j),A2(i ,k)
	{
		cout << "Call A3:i=" << m_i << endl;
	}

	void disp()
	{
		display();
		cout << "j=" << m_j << endl;
		cout << "k=" << m_k << endl;
	}
};

int main()
{
	int A, B, C;
	cin >> A >> B >> C;
	A3 a(A, B, C);
	a.disp();
	return 0;
}

<think>嗯,用户现在问的是虚基类,之前他们提到了一个关于多重继承的问题,其中基类被多次继承导致数据冗余和二义性。现在他们可能想了解如何解决这个问题,所以需要解释虚基类的作用和用法。 首先,我需要回顾一下之前的对话。用户提供的代码示例展示了菱形继承问题,Derived类继承自Base1和Base2,而这两个类又都继承自Base。结果每个Base的实例在Derived中都有两份,导致a成员重复。用户已经理解了这个问题,现在想知道虚基类如何解决它。 接下来,我需要解释虚基类的概念。要说明虚基类用于解决多重继承中的重复成员问题,通过虚继承,确保共同基类只被继承一次。需要对比普通继承和虚继承的区别,可能用代码示例来说明。 同时,用户可能需要知道虚基类的语法,比如使用virtual关键字。还要提到虚基类的初始化责任,因为在使用虚继承后,最底层的派生类需要直接初始化虚基类,而不是依赖中间类。 另外,应该提到虚基类的应用场景,比如菱形继承结构,以及何时使用虚基类。可能还需要指出注意事项,比如构造函数调用的顺序和虚基类的设计考量。 用户可能还想知道虚基类如何影响内存布局,但可能不需要太深入,除非他们特别问。但作为基础知识,简要说明虚基类减少了内存冗余即可。 最后,确保回答结构清晰,分点说明,可能用示例代码对比普通继承和虚继承的结果差异,帮助用户直观理解。同时,避免使用过于专业的术语,保持解释通俗易懂。</think>以下是对虚基类的详细解释(配示例说明): \#\# 虚基类核心概念 虚基类(virtual base class)是C++中用于解决**菱形继承问题**的特殊继承方式,通过`virtual`关键字实现,确保在多重继承体系中共同基类只保留一个副本。 \#\#\# 关键特性对比表 | 特性 | 普通继承 | 虚继承 | |---------------------|----------------------|-----------------------| | 内存副本 | 每个继承路径独立副本 | 所有继承路径共享单个副本 | | 初始化责任 | 由直接基类初始化 | 由最终派生类直接初始化 | | 语法 | `class B : public A` | `class B : virtual public A` | | 典型应用场景 | 简单继承关系 | 菱形继承结构 | \#\#\# 示例代码演进 ```cpp // 原始基类 class Animal { public: int age; Animal() : age(0) {} }; // 虚继承改进版 class Tiger : virtual public Animal {}; // 虚继承 class Lion : virtual public Animal {}; // 虚继承 class Liger : public Tiger, public Lion {}; // 最终派生类 int main() { Liger lig; lig.age = 5; // 直接访问,无二义性 cout << lig.Tiger::age << " " << lig.Lion::age; // 输出:5 5 } ``` \#\# 工作原理 1. **共享存储**:虚继承使所有派生类共享同一个基类子对象 2. **虚基表指针**:编译器会为虚继承类添加隐藏指针(vbcPtr),指向虚基类子对象 3. **初始化规则**:最终派生类直接初始化虚基类 \#\# 内存布局对比 ``` 普通继承内存布局: 虚继承内存布局: +---------------+ +---------------+ | Tiger::Animal | | Animal | +---------------+ +---------------+ | Lion::Animal | | Tiger附加数据 | +---------------+ | Lion附加数据 | | Liger附加数据 | | Liger附加数据 | +---------------+ +---------------+ ``` \#\# 使用注意事项 1. **构造函数调用**:必须由最终派生类直接调用虚基类构造函数 ```cpp Liger::Liger() : Animal(), Tiger(), Lion() {} ``` 2. **类型转换**:虚基类指针可以安全指向任何派生类对象 3. **设计权衡**:虚继承会增加对象大小(存储虚基表指针),建议仅用于必要场景 \#\# 典型应用场景 - 接口类继承(如COM组件开发) - 需要共享基础配置的类体系 - 框架设计中公共基类的复用 > **最佳实践建议**:优先使用组合替代多重继承,当必须使用多重继承时,对公共基类采用虚继承以避免数据冗余。
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