前言

菱形繼承是多重繼承中跑不掉的，Java拿掉了多重繼承，輔之以接口。C++中雖然沒有明確說(shuō)明接口這種東西，但是只有純虛函數(shù)的類可以看作Java中的接口。在多重繼承中建議使用“接口”，來(lái)避免多重繼承中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題。本文將給大家詳細(xì)介紹關(guān)于C++菱形繼承和虛繼承的相關(guān)內(nèi)容，分享出來(lái)供大家參考學(xué)習(xí)，話不多說(shuō)了，來(lái)一起看看詳細(xì)的介紹吧。

繼承：

      1. 單繼承–一個(gè)子類只有一個(gè)直接父類時(shí)稱這個(gè)繼承關(guān)系為單繼承

      2. 多繼承–一個(gè)子類有兩個(gè)或以上直接父類時(shí)稱這個(gè)繼承關(guān)系為多繼承

例如下面這兩個(gè)例子：

例一（單繼承）：

class A
{
public:
 int _a;
};

class B : public A // B是 子類/派生類， 公有 繼承父類/基類 A
{
public:
 int _b;
};

class C : public B //C是 子類/派生類， 公有繼承 父類/基類 B
{
public:
 int _c;
};

例二（多繼承）：

class A
{
public:
 int _a;
};

class B 
{
public:
 int _b;
};

class C : public A , public B // 子類C同時(shí)公有繼承父類A和父類B
{
public:
 int _c;
};

用圖很形象的表示一下：

但是在使用過(guò)程中，很容易出現(xiàn)一種繼承關(guān)系叫菱形繼承。就好比下面這種繼承方式。

class A
{
public:
 int _a;
};

class B : public A
{
public:
 int _b;
};

class C : public A
{
public:
 int _c;
};

class D : public B, public C
{
public:
 int _d;
};

繼承的方式簡(jiǎn)單畫出來(lái)就是下面這樣：

我們?cè)谑褂眠^(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)以下缺點(diǎn)：

      1、 當(dāng)我們用D類創(chuàng)建出對(duì)象d時(shí)，可以訪問(wèn)到_a，但是一旦編譯就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤說(shuō)明為： C2385: 對(duì)“_a”的訪問(wèn)不明確。從圖中也可以看出，如果用d訪問(wèn)_a時(shí)，可能在B類里，也同時(shí)可能存在于c類中。這就是所謂的“二義性”；

      2、雖然B類和C類都公有繼承A，但是在D類公有繼承B，C時(shí)，存放了兩份A類，造成了數(shù)據(jù)的冗余。

C++針對(duì)這種缺陷提出了另外一種繼承方式叫做虛繼承。

虛繼承

C++使用虛擬繼承（Virtual Inheritance），解決從不同途徑繼承來(lái)的同名的數(shù)據(jù)成員在內(nèi)存中有不同的拷貝造成數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題，將共同基類設(shè)置為虛基類。這時(shí)從不同的路徑繼承過(guò)來(lái)的同名數(shù)據(jù)成員在內(nèi)存中就只有一個(gè)拷貝，同一個(gè)函數(shù)名也只有一個(gè)映射。

◇語(yǔ)法：

class 派生類: virtual 基類1，virtual 基類2，…，virtual 基類n

{

…//派生類成員聲明

};

在有了虛繼承的概念后，我們就可以規(guī)避上面的缺點(diǎn)了。

class A
{
public:
 int _a;
};

class B : virtual public A
{
public:
 int _b;
};

class C : virtual public A
{
public:
 int _c;
};

class D : public B, public C
{
public:
 int _d;
};

當(dāng)我們使用了虛繼承時(shí)，繼承模型就改變?yōu)橄旅孢@樣：

由于我所使用的是vs2015，在此編譯器下對(duì)應(yīng)的處理方式就是這樣。將class B 和 class C設(shè)置為虛繼承后，編譯器將class A存放在了最下端，并在B和C類的前四個(gè)字節(jié)中存放了一個(gè)地址，當(dāng)我們?cè)L問(wèn)過(guò)去向下再多看四個(gè)字節(jié)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)這其中存放了一個(gè)數(shù)字。而這個(gè)數(shù)字就類似于“偏移量”，記錄了該類的首地址距父類首地址之間的字節(jié)差距。比如class B中，我們找到對(duì)應(yīng)數(shù)字為14，但是這個(gè)數(shù)字是16進(jìn)制，轉(zhuǎn)為10進(jìn)制為20，在class B的首地址加上20個(gè)字節(jié)就恰好是class A的首地址，同理class C。

因此在class D訪問(wèn)_a時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生二義性，_a數(shù)據(jù)也只存放了一份，解決了之前菱形繼承所帶來(lái)的問(wèn)題。

但是還存在一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)我們求沒有使用虛繼承之前的class D的大小，結(jié)果是20，但是在使用了虛繼承后大小變?yōu)?4。所以雖然使用虛繼承解決數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題也帶來(lái)了性能上的損耗。（關(guān)于如何計(jì)算內(nèi)存大小，可以參考此鏈接。）

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

最新評(píng)論