C++的多重继承

本文探讨了C++中多重继承体系中的虚拟基类应用,包括虚拟继承的概念、成本及其对类初始化的影响。重点阐述了public继承与private继承的区别,并提供了关于接口与实现类组合的多重继承策略。

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C++的多重继承,在一个多重继承体系中,当出现十字继承是,你必须对那个带有数据的class成为一个virtual base class,为了这么做,你必须令所有直接继承自他的classes采用“virtual 继承”


从正确的观点看,public继承应该总是virtual。但是该方法有个缺点,使用virtual 继承的哪些classes所产生出对象往往比non-virtual 继承的兄弟们体积大,访问virtual base classes 的成员变量,也比访问non-virtual-base-class 的成员速度慢很多,你要为virtual付出代价

virtual继承的成本还包括其他方面。支配“virtual base classes”初始化的规则比起non-virtual-base-classes的情况原味复杂而不直观。virtual base的初始化责任由继承体现的最底层classes负责,这

1、暗示classes若派生自virtual bases而需要初始化,必须认知其virtual bases 不论那些bases有多远。 

2、当一个新的derived class加入继承体系中,它必须承担其virtual bases的初始化责任。


Public继承自某接口

Private继承自某实现。

多重继承当有个情节涉及 public继承某个Interface calss和private 继承某个协助实现的class 的两相组合。

### C++ 多重继承的使用方法 在C++中,多重继承允许一个类从多个基类派生。定义一个多继承类的方式是在冒号后面列出所有的基类名称,并用逗号分隔。 ```cpp class DerivedClass : public BaseClass1, private BaseClass2 { // 类体 }; ``` 上述代码展示了`DerivedClass`同时继承了`BaseClass1`和`BaseClass2`[^1]。 #### 示例:基本的多重继承 下面是一个简单的例子,展示了一个类如何从两个不同的基类继承: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 定义第一个基类 class Animal { public: void eat() const { cout << "This animal eats." << endl; } }; // 定义第二个基类 class Flyable { public: void fly() const { cout << "It can fly." << endl; } }; // 定义派生类,它同时继承自Animal和Flyable class Bird : public Animal, public Flyable {}; int main() { Bird bird; // 可以调用来自任一基类的方法 bird.eat(); // 输出: This animal eats. bird.fly(); // 输出: It can fly. return 0; } ``` 这段程序创建了一个名为`Bird`的新类型,该类型既可以从`Animal`那里获得进食的能力也可以从`Flyable`得到飞行的功能。 ### 注意事项 当涉及到多重继承时,开发者需要注意几个潜在的问题: - **二义性问题**:如果两个或更多的直接基类拥有同名成员函数,则编译器无法决定应该调用哪一个版本。为了避免这种情况的发生,可以通过指定作用域来消除歧义;或者采用虚继承的方式来处理这个问题[^2]。 - **菱形继承(Diamond Inheritance)**:这是指某个子类间接地两次以上继承同一个祖先的情况。如果不加控制的话,在最终派生出来的类里就会有重复的数据成员副本。为了解决这个难题,应当运用虚继承技术让公共的基础部分只保留单一份实例[^3]。 - **复杂度增加**:随着继承链的增长,理解和调试变得越来越困难。因此建议保持设计简单明了,除非确实必要才考虑引入多层或多路径的继承关系[^4]。 ### 解决方案——虚继承的应用 为了克服由多重继承带来的挑战之一即菱形继承所造成的冗余复制现象,可以采取虚继承的办法。这样做的好处在于确保即使存在多条通向同一基础类型的路线,也只会有一个这样的实体被纳入到最末端的那个衍生类别之中。 ```cpp class Base {}; class D1 : virtual public Base {}; // 使用virtual关键字声明虚继承 class D2 : virtual public Base {}; class DD : public D1, public D2 {}; // 此处DD仅含有一份Base的对象布局 ``` 通过这种方式,不仅可以减少内存占用量而且还提高了系统的整体效率与可靠性。
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