C++.继承——虚继承

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#c++ #开发语言

本文介绍了C++中的继承概念，包括继承的目的、语法、继承方式以及C++继承的特点。强调了C++可以有多个父类，子类继承父类的内容，并允许父类指针指向子类对象。此外，还探讨了子类与父类成员的隐藏和访问，以及构造函数、析构函数、拷贝构造和赋值操作在继承中的行为。对于多重继承和钻石继承问题，文章解释了如何通过虚继承来解决重复祖先类成员的问题。

一、什么是继承

    1、当遇到问题时,先查看现有的类能否解决一部分问题,如果有则继承该类,在此类的基础上进行扩展来解决问题,以此可以缩短解决问题

    的时间

    2、当遇到一个大而复杂的问题时,可以先把复杂的问题拆分成诺干个小问题,然后为每个小问题设计一个类进行解决,最后通过继承的方式

    把这些类汇总到一个类中,从而解决最终的大问题的,以此降低问题的难度,也可以同时让多个程序员一起工作解决问题

        子类继承父类    派生类继承基类

二、继承的语法

    1、继承表

        class Son : 继承表[继承方式 父类名1,继承方式 父类名2...]

        {

            成员变量;

        public:     //访问控制权限

            成员函数;

        };

    2、继承方式

        public

        protected

        private

三、C++继承的特点

    1、C++中的继承可以有多个父类

   

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### C++ 虚继承详解 在 C++ 中，虚继承是一种特殊的继承机制，主要用于解决多重继承中的菱形继承（Diamond Problem）问题。通过虚继承，可以确保在多重继承的类层次结构中，某个基类只被派生一次，从而避免了派生类中包含多个相同基类实例的问题。 #### 虚继承的语法 虚继承的语法与普通继承类似，唯一的区别是在继承方式前加上 `virtual` 关键字。例如： ```cpp class A { public: int value; }; class B : virtual public A { // ... }; class C : virtual public A { // ... }; class D : public B, public C { // ... }; ``` 在这个例子中，类 `B` 和 `C` 都虚继承了类 `A`，而类 `D` 同时继承了 `B` 和 `C`。由于 `B` 和 `C` 是虚继承自 `A`，因此在 `D` 的实例中，`A` 只会出现一次，而不是分别从 `B` 和 `C` 各继承一次。 #### 虚继承的工作原理 虚继承的核心在于确保某个基类在整个继承层次结构中只被实例化一次。为了实现这一点，编译器会在派生类中引入额外的机制来管理对虚基类的访问。 1. **共享基类实例**：当多个派生类虚继承同一个基类时，最终的派生类中只会包含一份该基类的实例。例如，在上述代码中，尽管 `B` 和 `C` 都继承自 `A`，但 `D` 的实例中只会包含一个 `A` 的实例 [^2]。 2. **虚基类指针（vbptr）**：为了支持虚继承，编译器会在派生类中添加一个指向虚基类的指针（vbptr），用于跟踪虚基类的位置。这使得派生类能够正确地访问虚基类的成员 [^2]。 3. **构造函数的调用顺序**：在虚继承的情况下，虚基类的构造函数会由最终的派生类直接调用，而不是由中间的派生类调用。这样可以确保虚基类只被初始化一次 。 #### 使用场景 虚继承通常用于以下场景： 1. **解决菱形继承问题**：当多个派生类继承自同一个基类，并且这些派生类又被另一个类同时继承时，虚继承可以确保基类只被实例化一次，从而避免了二义性问题 [^3]。 2. **共享基类状态**：当多个派生类需要共享同一个基类的状态时，虚继承可以确保所有派生类访问的是同一个基类实例，而不是各自独立的实例 [^2]。 3. **设计接口类**：在设计接口类时，虚继承可以确保接口类的实现类能够共享某些公共的状态或行为 [^2]。 #### 示例代码 以下是一个完整的示例，展示了虚继承的使用： ```cpp #include <iostream> class A { public: int value; A() : value(0) {} }; class B : virtual public A { public: B() { value = 1; } }; class C : virtual public A { public: C() { value = 2; } }; class D : public B, public C { public: D() { std::cout << "Final value: " << value << std::endl; } }; int main() { D d; return 0; } ``` 在这个例子中，`D` 的实例中只会包含一个 `A` 的实例，因此 `value` 的值会是 `2`，因为 `C` 的构造函数最后执行 [^3]。
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