C++ 虚基类、虚继承

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转载最新推荐文章于 2026-04-15 19:31:16 发布 1.2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++ 虚继承（虚基类表指针与虚基类表）在Ｃ++中，我们会遇到virtual这个关键字，但是它有两种含义：虚函数和虚继承，它们两个是完全无相关的两个概念。什么是虚继承 虚继承是解决C++多重继承问题的一种手段，从不同途径继承来的同一基类，会在子类中存在多份拷贝。这将存在两个问题：其一，浪费存储空间；第二，存在二义性问题，通常可以将派生类对象的地址赋值给基类对象，实现的具体方式是，将基类指针指向继承类（继承类有基类的... 阅读详情

C++中虚拟继承的概念

为了解决从不同途径继承来的同名的数据成员在内存中有不同的拷贝造成数据不一致问题，将共同基类设置为虚基类。这时从不同的路径继承过来的同名数据成员在内存中就只有一个拷贝，同一个函数名也只有一个映射。这样不仅就解决了二义性问题，也节省了内存，避免了数据不一致的问题。
class 派生类名：virtual 继承方式基类名
virtual是关键字，声明该基类为派生类的虚基类。
在多继承情况下，虚基类关键字的作用范围和继承方式关键字相同，只对紧跟其后的基类起作用。
声明了虚基类之后，虚基类在进一步派生过程中始终和派生类一起，维护同一个基类子对象的拷贝。

C++虚拟继承

◇概念：

C++使用虚拟继承（Virtual Inheritance），解决从不同途径继承来的同名的数据成员在内存中有不同的拷贝造成数据不一致问题，将共同基类设置为虚基类。这时从不同的路径继承过来的同名数据成员在内存中就只有一个拷贝，同一个函数名也只有一个映射。

◇解决问题：

解决了二义性问题，也节省了内存，避免了数据不一致的问题。

◇同义词：

虚基类（把一个动词当成一个名词而已）

当在多条继承路径上有一个公共的基类，在这些路径中的某几条汇合处，这个公共的基类就会产生多个实例(或多个副本)，若只想保存这个基类的一个实例，可以将这个公共基类说明为虚基类。

◇语法：

class 派生类: virtual 基类1，virtual 基类2，...，virtual 基类n

{

...//派生类成员声明

};

◇执行顺序

首先执行虚基类的构造函数，多个虚基类的构造函数按照被继承的顺序构造；

执行基类的构造函数，多个基类的构造函数按照被继承的顺序构造；

执行成员对象的构造函数，多个成员对象的构造函数按照申明的顺序构造；

执行派生类自己的构造函数；

析构以与构造相反的顺序执行；

mark

从虚基类直接或间接派生的派生类中的构造函数的成员初始化列表中都要列出对虚基类构造函数的调用。但只有用于建立对象的最派生类的构造函数调用虚基类的构造函数，而该派生类的所有基类中列出的对虚基类的构造函数的调用在执行中被忽略，从而保证对虚基类子对象只初始化一次。

在一个成员初始化列表中同时出现对虚基类和非虚基类构造函数的调用时，虚基类的构造函数先于非虚基类的构造函数执行。

◇因果：

多重继承->二义性->虚拟继承解决

◇二义性：

1: //-----------------------------------------------------

 2: //名称：blog_virtual_inherit.cpp

 3: //说明：C++虚拟继承学习演示

 4: //环境：VS2005

 5: //blog：pppboy.blog.163.com

 6: //----------------------------------------------------

 7: #include "stdafx.h"

 8: #include <iostream>

 9: using namespace std;

10:

 11: //Base

 12: class Base

 13: {

 14: public:

 15: Base(){cout << "Base called..."<< endl;}

 16: void print(){cout << "Base print..." <<endl;}

 17: private:

 18: };

19:

 20: //Sub

 21: class Sub //定义一个类 Sub

 22: {

 23: public:

 24: Sub(){cout << "Sub called..." << endl;}

 25: void print(){cout << "Sub print..." << endl;}

 26: private:

 27: };

28:

 29: //Child

 30: class Child : public Base , public Sub //定义一个类Child 分别继承自 Base ，Sub

 31: {

 32: public:

 33: Child(){cout << "Child called..." << endl;}

 34: private:

 35: };

36:

 37: int main(int argc, char* argv[])

 38: {

 39: Child c;

40:

 41: //不能这样使用，会产生二意性，VC下error C2385

 42: //c.print();

43:

 44: //只能这样使用

 45: c.Base::print();

 46: c.Sub::print();

47:

 48: system("pause");

 49: return 0;

 50: }

◇多重继承：

 1: //-----------------------------------------------------

 2: //名称：blog_virtual_inherit.cpp

 
3: //说明：C++虚拟继承学习演示

 4: //环境：VS2005

 5: //blog：pppboy.blog.163.com

 6: //----------------------------------------------------

 7: #include "stdafx.h"

 8: #include <iostream>

 9: using namespace std;

10:

 11: int gFlag = 0;

12:

 13: class Base

 14: {

 15: public:

 16: Base(){cout << "Base called : " << gFlag++ << endl;}

 17: void print(){cout << "Base print" <<endl;}

 18: };

19:

 20: class Mid1 : public Base

 21: {

 22: public:

 23: Mid1(){cout << "Mid1 called" << endl;}

 24: private:

 25: };

26:

 27: class Mid2 : public Base

 28: {

 29: public:

 30: Mid2(){cout << "Mid2 called" << endl;}

 31: };

32:

 33: class Child:public Mid1, public Mid2

 34: {

 35: public:

 36: Child(){cout << "Child called" << endl;}

 37: };

38:

 39: int main(int argc, char* argv[])

 40: {

 41: Child d;

42:

 43: //不能这样使用，会产生二意性

     //d.print();

45:

 46: //只能这样使用

 47: d.Mid1::print();

 48: d.Mid2::print();

49:

 50: system("pause");

 51: return 0;

 52: }

53:

//output

 Base called : 0

 Mid1 called

 Base called : 1

 Mid2 called

 Child called

 Base print

 Base print

◇虚拟继承

在派生类继承基类时，加上一个virtual关键词则为虚拟继承

 1: //-----------------------------------------------------

 2: //名称：blog_virtual_inherit.cpp

 
3: //说明：C++虚拟继承学习演示

 4: //环境：VS2005

 5: //blog：pppboy.blog.163.com

 6: //----------------------------------------------------

 7: #include "stdafx.h"

 8: #include <iostream>

 9: using namespace std;

10:

 11: int gFlag = 0;

12:

 13: class Base

 14: {

 15: public:

 16: Base(){cout << "Base called : " << gFlag++ << endl;}

 17: void print(){cout << "Base print" <<endl;}

 18: };

19:

 20: class Mid1 : virtual public Base

 21: {

 22: public:

 23: Mid1(){cout << "Mid1 called" << endl;}

 24: private:

 25: };

26:

 27: class Mid2 : virtual public Base

 28: {

 29: public:

 30: Mid2(){cout << "Mid2 called" << endl;}

 31: };

32:

 33: class Child:public Mid1, public Mid2

 34: {

 35: public:

 36: Child(){cout << "Child called" << endl;}

 37: };

38:

 39: int main(int argc, char* argv[])

 40: {

 41: Child d;

42:

 43: //这里可以这样使用

 44: d.print();

45:

 46: //也可以这样使用

 47: d.Mid1::print();

 48: d.Mid2::print();

49:

 50: system("pause");

 51: return 0;

 52: }

53:

//output

 1: Base called : 0

 2: Mid1 called

 3: Mid2 called

 4: Child called

 5: Base print

 6: Base print

 7: Base print

 8: 请按任意键继续. . .

◇通过输出的比较

1.在多继承情况下，虚基类关键字的作用范围和继承方式关键字相同，只对紧跟其后的基类起作用。

2.声明了虚基类之后，虚基类在进一步派生过程中始终和派生类一起，维护同一个基类子对象的拷贝。

3.观察类构造函数的构造顺序，拷贝也只有一份。

◇与虚函数关系

虚拟继承与虚函数有一定相似的地方，但他们之间是绝对没有任何联系的。

再想一次：虚拟继承，虚基类，虚函数。

◇菱形结构虚继承对象的内存模型

转载：

http://blog.youkuaiyun.com/wangxingbao4227/article/details/6772579

一道实际的面试题：

代码如下(代码来自于何海涛《程序员面试精选100题第32题)。意图是要设计一个不能被继承的类，类似java中的final。但是又可以生成栈对象，可以像一般的C++类一样使用。
#include<iostream>
using std::endl;
using std::cout;
template <class T> class MakeFinal
{
friend T;
private:
MakeFinal()
{
cout<<"in MakeFinal"<<endl;
}
~MakeFinal(){}
};
 
class FinalClass: virtual public MakeFinal<FinalClass>
{
public:
FinalClass()
{
cout<<"in FinalClass"<<endl;
}
~FinalClass(){}
};
class Try: public FinalClass
{
public:
Try()
{
cout<<"in Try"<<endl;
}
};
这样的确使得FinalClass不能被继承了，原因在于类FinalClass是从类MakeFinal<Final>虚继承过来的，在调用Try的构造函数的时候，会直接跳过FinalClass而直接调用MakeFinal<FinalClass>的构造函数。而Try不是MakeFinal<Final>的友元，所以这里就会出现编译错误。但是如果把虚继承改成一般的继承，这里就没什么问题了。