菱形继承

最新推荐文章于 2020-12-09 19:48:40 发布

Ran1366

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分类专栏： LearnC++

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本文探讨了菱形继承问题，包括数据冗余和二义性，并介绍了C++通过虚继承来解决这些问题的原理。通过实例展示了虚继承如何消除数据冗余和二义性，以及虚基表在内存中的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

菱形继承

下图展示了一个简单的菱形继承(假设是public方式继承）
在这里插入图片描述

菱形继承的问题

数据冗余和二义性

上图B和C都继承了A，B和C的数据中除了有自己的成员变量外，还有继承自A的成员：_a，此时D同时继承了B和C，那么D中除了自己有的成员变量以外，还包含了继承自B和C的成员变量，此时D中就同时有_b，_c，_d，_a 那么_a究竟是B中的还是C中的呢，而且多继承使得数据大量的重复堆积，使得派生类数据量庞大，这就是菱形继承的数据冗余和二义性的问题

如何解决这个问题

C++中提供了一种解决菱形继承带来的数据冗余和二义性的方法，虚继承
在继承方式前加上关键字：virtual就实现了虚继承

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;
};
int main()
{
	D d;
	d.B::_a = 1;
	d.C::_a = 2;
	d._b = 3;
	d._c = 4;
	d._d = 5;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
从VS的监视窗口可以看出，使用d.B::_a和使用d.C::_a访问的是同一个_a，引入了虚继承确实解决了数据冗余和二义性的问题

实现的原理

实现的原理是虚基表（注意和虚函数表的区分，两者不是一个东西，后者是多态的实现原理）
在这里插入图片描述
从内存中可以看出，d的成员变量的地址中除了存有自己的数据以外，还存有一个指针，这个指针就是虚基表指针，它指向一个虚基表，我们可以通过内存查看这个虚基表中的内容，发现它存储了一个值，这个值其实是从当前虚基表指针位置到_a的偏移量（图中显示的数据是16进制表示的，图中显示14说明偏移量是20个字节）