C++继承之菱形继承

在学习菱形继承之前，我们先了解两个概念：单继承、多继承。

• 单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承。

                    

• 多继承：一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承。            

                      

 

菱形继承 

       菱形继承是多继承的一种特殊情况。

    

  接下来我们来看一个具体的对象成员模型构造：

class Person
{
public:
	string _name; // 姓名
};
class Father : public Person
{
protected:
	int _age; //年龄
};
class Mother : public Person
{
protected:
	int _id; // 身份证号
};
class Myself : public Father, public Mother
{
protected:
	string myself; // 我自己
};
void Test()
{
	Myself a;
	a._name = "HEART";// 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个.


	// 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题，但是数据冗余问题无法解决
	a.Father::_name = "xxx";
	a.Mother::_name = "yyy";
}

        通过这个对象成员模型构造可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在Myself的对象中Person成员会有两份，即数据冗余；“a._name =“HEART” ”这个语句编译时会报错，因为无法确认赋值给Father还是Mother里的_name，即二义性问题。

---

虚拟继承

        虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系，在Father和Mother的继承 Person时使用虚拟继承，即可解决问题。需要注意的是，虚拟继承不要在其他地方去使用。

       虚拟继承的使用方法：在继承前加上virtual

       将上面那个例子转化成虚拟继承：

class Person
{
public:
	string _name; // 姓名
};
class Father : virtual public Person
{
protected:
	int _age; //年龄
};
class Mother : virtual public Person
{
protected:
	int _id; // 身份证号
};
class Myself : public Father, public Mother
{
protected:
	string myself; // 我自己
};
void Test()
{
	Myself a;
	a._name = "HEART";
}

此时"HEART”就会被成功赋值给_name.

那么虚拟继承的原理是什么呢？我们通过一个简化的例子来看菱形虚拟继承的对象模型： 

class A
{
public:
 int _a;
};
// class B : public A
class B : virtual public A
{
public:
 int _b;
};
// class C : public A
class C : virtual public A
{
public:
 int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
 int _d;
};

对象模型如下： 

我们可以发现B、C在虚拟继承A之后，各自中原本存放A类的位置变成了一个四字节的偏移量地址，也就是放了一个指针，通过指针指向了一张表。这个指针叫虚基表指针，指向的这个表叫虚基表。通过虚基表中存的偏移量来找到下面的A。这就是虚拟继承的原理。

虚拟继承与普通单继承的区别：

• 对象类型不同
• 对基类部分成员的访问方式不同
• 虚拟继承：若用户未显式定义派生类的构造函数，编译器会生成一个默认的构造函数

注意：有了多继承，就存在菱形继承，有了菱形继承就有菱形虚拟继承，底层实现就很复杂。所以一般不建议设计出多继承，一定不要设计出菱形继承。否则在复杂度及性能上都有问题。