C++的继承作为它的一个特性,必须要做到深入了解,对于C++继承方式,我们之前讲过,有单继承,多继承,菱形继承,虚拟继承,菱形虚拟继承。
这次我们来深入探究一下虚拟继承和菱形虚拟继承。不过在此之前,先让我们简单的了解一下他们的作用。
在不考虑含有虚拟继承的情况下,C++继承模型中大多数情况下是菱形继承,虽然菱形继承是一个很有用的继承方式,但是它存在一个问题,就是访问二义性的问题,而这时我们引入了虚拟继承,就可以完美解决菱形继承二义性的问题。这就是虚拟继承的作用。
菱形继承的二义性问题
菱形继承的对象模型:
由上图可知,存在一个基类B,C1类公有继承基类B,C2类公有继承基类B,派生类共有继承C1,C2;对于C1和C2就是普通的单继承方式,而D以多继承方式继承C1,C2。接下来我们一步一步分析D的对象模型—内存地址分配:
C1单继承B,根据单继承的继承规则:所有继承下来的基类成员变量存放在派生类添加的成员变量之前,即基类的成员变量的内存地址低于派生类的内存地址,可以看做是将基类的内存空间进行了一次拷贝,并且在拷贝的内存空间后面加上派生类自己的成员。因此C1的对象模型为:(内存地址向下增大,C2的对象模型与C1的对象模型相同。)
派生类D多继承C1和C2,根据多继承的继承继承规则:以单继承的方式按照父类声明的顺序继承每个父类,可以看做是按照声明的顺序将每个父类的内存空间拷贝到一起,并在后面添加上派生类自己的成员。因此派生类D的对象模型为:
在D的内存空间中,由于申明顺序class D :public C1, public C2
,因此D先继承父类C1,在继承C2,所以C1的成员_b
和_c1
在C2成员_b
和_c2
的前面,最后就是派生类D自己的成员_d
。
菱形继承的对象模型分析完成之后,来讨论二义性的问题,我们来写一个测试函数。
int main()
{
D d;
d._c1 = 1;
d._b = 2;
d._c2 = 3;
d._b = 4;
d._d = 5;
return 0;
}
这个测试函数,先定义一个派生类对象d
,然后对d
的每个成员赋值,编译一下:
会发现编译通不过,并且给出了错误原因 d._b = 2;d._b = 4;
,即对D::_b的访问不明确。这是当然的,以为在派生类对象d
中存在两个int _b
成员(分别从C1,C2继承下来的),因此在对d._b
进行赋值时,编译器不知道访问从C1继承下来的,还是从C2继承下来的,因此对_b
访问不明确,这就是菱形继承存在的二义性。
在这里如果将每个成员b
的作用域加上就可以对正常赋值了,即:
int main()
{
D d;
d.C1::_b = 1;
d._c1 = 2<