C++ 98/03 应该学习哪些知识12

继承原理、虚继承、菱形继承

小白：嗨，大牛，我听说继承可以让我们的代码更加可复用，能否介绍一下继承的原理？

大牛：没错，继承是面向对象编程中的重要概念之一。通过继承，我们可以从已有的类中派生出新的类，新的类可以继承已有类的属性和方法，同时也可以新增自己的属性和方法。

小白：原来是这样啊。那什么是虚继承？

大牛：虚继承是一种特殊的继承方式，它主要用于解决继承链中出现的菱形继承问题。你知道什么是菱形继承吗？

小白：啊，这是什么鬼？跟菱形有什么关系？

大牛：哈哈，别着急，我们先说说菱形继承。菱形继承指的是一个派生类继承了两个直接或间接基类，而这两个基类又继承了同一个类。这样就会产生两份相同的基类成员，从而导致二义性问题。

小白：原来是这样，那怎么解决这个问题呢？

大牛：这就是虚继承派上用场的时候了。通过使用虚继承，我们可以保证只有一份共同的基类成员，从而避免二义性问题的产生。

小白：这么神奇，那我们来看一下虚继承的代码实现吧。

#include <iostream>

class Animal
{
public:
    virtual void makeSound() = 0;
};

// 虚继承
class FlyingAnimal : virtual public Animal
{
public:
    virtual void fly() = 0;
};

// 虚继承
class Bird : virtual public Animal, virtual public FlyingAnimal
{
public:
    void makeSound() override
    {
        std::cout << "Chirp chirp!" << std::endl;
    }

    void fly() override
    {
        std::cout << "I'm flying!" << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Bird b;
    b.makeSound();
    b.fly();

    return 0;
}

大牛：在上面的代码中，我们定义了一个抽象基类Animal，它有一个纯虚函数makeSound()。然后我们定义了一个FlyingAnimal类，它继承自Animal，并新增了一个纯虚函数fly()。最后，我们定义了一个Bird类，它同时继

承自Animal和FlyingAnimal，这里使用了虚继承。Bird类中实现了makeSound()和fly()函数，同时在main函数中创建了一个Bird对象，分别调用了makeSound()和fly()函数。

小白：哇，这个代码好神奇啊，虚继承真是好用！

大牛：是的，虚继承可以有效地解决菱形继承问题。不过需要注意的是，虚继承会增加程序的复杂度和开销，所以在使用时需要权衡利弊。

小白：好的，我明白了。谢谢你的讲解，大牛！

大牛：不用谢，如果有问题可以随时问我。

小白：好的，我还有一个问题，如果我不使用虚继承会发生什么情况呢？

大牛：如果不使用虚继承，在菱形继承中就会出现二义性问题。我们来看一下下面的代码：

#include <iostream>

class Animal
{
public:
    void makeSound()
    {
        std::cout << "Animal sound!" << std::endl;
    }
};

class FlyingAnimal : public Animal
{
public:
    void fly()
    {
        std::cout << "I'm flying!" << std::endl;
    }
};

class Bird : public Animal, public FlyingAnimal
{
public:
    void makeSound() override
    {
        std::cout << "Chirp chirp!" << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Bird b;
    b.makeSound();
    b.fly();

    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了Animal、FlyingAnimal和Bird三个类。Animal类中有一个makeSound()函数，FlyingAnimal类继承了Animal类，并新增了一个fly()函数。最后，Bird类同时继承自Animal和FlyingAnimal类，并重写了makeSound()函数。在main函数中创建了一个Bird对象，分别调用了makeSound()和fly()函数。

小白：那么这个程序会发生什么情况呢？

大牛：如果你运行这个程序，你会发现makeSound()函数输出的是"Animal sound!"而不是"Chirp chirp!"，这是因为Bird类同时继承了Animal和FlyingAnimal类，在调用makeSound()函数时会产生二义性问题，从而调用了Animal类中的makeSound()函数，而不是Bird类中重写的makeSound()函数。

小白：原来如此，那么使用虚继承就能解决这个问题了。

大牛：是的，虚继承可以解决这个问题，从而保证程序的正确性。