关于c++:c虚继承多继承

看这一篇文章之前强烈建议先看以下我之前公布的

虚指针，虚函数分析

例 1: 以下代码输入什么？

#include <iostream>
using namespace std;


class A 
{
protected:
    int m_data;
public:
    A(int data = 0) {m_data=data;}
    int GetData() { return doGetData(); }
    virtual int doGetData() { return m_data;}
};

class B : public A
{
protected:
    int m_data;
public:
    B(int data = 1) {m_data = data;}
    int doGetData() { return m_data;}
};

class C: public B
{
protected:
    int m_data;
public:
    C(int data=2) {m_data = data;}
};

int main(int argc, char const *argv[])
{C c(10);

    cout << c.GetData() << endl;
    cout << c.A::GetData() << endl;
    cout << c.B::GetData() << endl;
    cout << c.C::GetData() << endl;
    cout << c.doGetData() << endl;
    cout << c.A::doGetData() << endl;
    cout << c.B::doGetData() << endl;
    cout << c.C::doGetData() << endl;
    return 0;
}

构造函数从最初始的基类开始结构，各个类的同名变量没有造成笼罩，都是独自的变量。

了解这两个重要的 C ++ 个性后解决这个问题就比拟轻松了。上面咱们详解这几条输入语句。

cout << c.GetData() << endl; 原本是要调用 C 类的 GetData(), C 中未定义，故调用 B 中的，然而 B 中也未定义，故调用 A 中的 GetData()，因为 A 中的 doGetData()是虚函数，所以调用 B 类中的 doGetData(), 而 B 类的 doGetData() 返回 B::m_data, 故输入 1。

cout << c.A::GetData() << endl; 因为 A 中的 doGetData() 是虚函数，又因为 C 类中未重定义该接口，所以调用 B 类中的 doGetData()，而 B 类的 doGetData() 返回 B::m_data, 故输入 l。

cout << c.B::GetData() << endl; C 调用哪一个 GetData() 实质上都是调用的 A::GetData(), 调用到 doGetData() 虚函数，再调用父类 B 笼罩后的虚函数，返回 B::m_data, 所以前 5 个都是 1

cout << c.A::doGetData() << endl; 显示调用 A::doGetData(), 返回 A::m_data, 是 0

cout << c.B::doGetData() << endl;, cout << c.C::doGetData() << endl; 都将调用 B::doGetData(), 返回 B::m_data, 是 1

所以后果为: 1 1 1 1 1 0 1 1

不便排版，请疏忽掉换行。

最初附上内存结构图:

例 2: 为什么虚函数效率低？

因为虚函数须要一次间接的寻址，而一般的函数能够在编译时定位到函数的地址，虚函数是要依据虚指针定位到函数的地址。多减少了一个过程，效率必定低一些，但带来了运行时的多态。

C++ 反对多重继承，从而大大加强了面向对象程序设计的能力。多重继承是一个类从多个基类派生而来的能力，派生类实际上获取了所有基类的个性。当一个类是两个或多个基类的派生类时，必须在派生类名和冒号之后，列出所有基类的类名，基类间用逗号隔开。派生类的构造函数必须激活所有基类的构造函数，并把相应的参数传递给它们。派生类能够是另一个类的基类，这样，相当于造成了一个继承链。当派生类的构造函数被激活时，它的所有基类的构造函数也都会被激活。

在面向对象的程序设计中，继承和多重继承个别指公共继承。在无继承的类中，protected 和 private 控制符是没有差异的，在继承中，基类的 private 对所有的外界都屏蔽（包含本人的派生类），基类的 protected 控制符对应用程序是屏蔽的，但对其派生类是可拜访的。

什么是虚继承？它与个别的继承有什么不同？它有什么用？

虚构继承是多重继承中特有的概念。虚构基类是为解决多重继承而呈现的。请看下图：

类 D 继承自类 B 和类 C, 而类 B 和类 C 都继承自类 A.

在类 D 中会两次呈现 A。为了节俭内存空间，能够将 B、C 对 A 的继承定义为虚构继承，而 A 就成了虚构基类。最初造成如下图所示的状况：

代码如下：class A; 
class B : public virtual A;
class C : public virtual A;
class D : public B, public C;

留神：虚函数继承和虚继承是齐全不同的两个概念.

例 3: 请评估多重继承的长处和缺点。

多重继承在语言上并没有什么很重大的问题，然而规范自身只对语义做了规定，而对编译器的细节没有做规定。所以在应用时（即便是继承），最好不要对内存布局等有什么假如。为了防止由此带来的复杂性，通常举荐应用复合。

多重继承自身并没有问题，不过大多数零碎的类档次往往有一个公共的基类，而这样的构造如果应用多重继承，稍有不慎，将会呈现一个重大景象————菱形继承，这样的继承形式会使得类的拜访构造非常复杂。但并非不可解决，能够用 virtual 继承（并非惟一的办法）
从哲学上来说，C++ 多重继承必须要存在，这个世界原本就不是单根的。从理论用处上来说，多重继承不是必须的。
多重继承在面向对象实践中并非是必要的————因为它不提供新的语义，能够通过单继承与复合构造来取代。而 Java 则放弃了多重继承，应用简略的 interface 取代。因为 C ++ 中没有 interface 这个关键字，所以不存在所谓的“接口”技术。然而 C ++ 能够很轻松地做到这样的模仿，因为 C ++ 中的不定义属性的抽象类就是接口。
多重继承自身并不简单，对象布局也不凌乱，语言中都有明确的定义。真正简单的是应用了运行时多态 (virtual) 的多重继承（因为语言对于多态的实现没有明确的定义）。
要理解 C ++，就要明确有很多概念是 C ++ 试图思考然而最终放弃的设计。你会发现很多 Java、C#中的货色都是 C ++ 思考后放弃的。

不是说这些货色不好，而是在 C ++ 中它将毁坏 C ++ 作为一个整体的谐和性，或者 C ++ 并不需要这样的货色。

举个例子来阐明，C# 中有一个关键字 base 用来示意该类的父类，C++ 却没有对应的关键字。为什么没有？其实 C ++ 中已经有人提议用一个相似的关键字 inherited, 来示意被继承的类，即父类。这样一个好的倡议为什么没有被驳回呢？因为这样的关键字既不必须又不充沛。不必须是因为 C++ 有一个 typedef* inherited，不充沛是因为有多个基类，你不可能晓得 inherited 指的是哪个基类。

例 4: 在多继承的时候，如果一个类继承同时继承自 class A 和 class B, 而 class A 和 B 中都有一个函数叫 foo()，如何明确地在子类中指出调用是哪个父类的 foo()?

class A
{
public:
    void foo() { cout << "A foo" << endl;}
};

class B
{
public:
    void foo() { cout << "B foo" << endl;}
};

class C : public A, public B
{

};

int main(int argc, char const* argv[])
{
    C c;
    c.A::foo();
    return 0;
}

C 继承自 A 和 B, 如果呈现了雷同的函数 foo()，那么 C.A::foo(), C.B::foo() 就别离代表从 A 类中继承的 foo 函数和从 B 类中继承的 foo 函数。

例 5: 以下代码输入什么？

class A
{int m_nA;};

class B
{int m_nB;};

class C : public A, public B
{int m_nC;};

int main(int argc, char const* argv[])
{
    C* pC = new C;
    B* pB = dynamic_cast<B*>(pC);
    A* pA = dynamic_cast<A*>(pC);
    cout << (pC == pB) << endl;
    cout << (pC == pA) << endl;
    cout << ((int)pC == (int)pB) << endl;
    cout << ((int)pC == (int)pA) << endl;
    return 0;
}

当进行 pC=pB 比拟时，实际上是比拟 pC 指向的对象和隐式转换 pB 后 pB 指向的对象 (pC 指向的对象）的局部，这个是同一部分，是相等的。

然而，pB 实际上指向的地址是对象 C 中的父类 B 局部，从地址上跟 pC 不一样，所以间接比拟地址数值的时候是不相等的。

内存结构图如下:

例 6: 如果鸟是能够飞的，那么驼鸟是鸟么？驼鸟如何继承鸟类？

鸟是能够飞的。也就是说，当鸟航行时，它的高度是大于 0 的。驼鸟是鸟类（生物学上）的一种，但它的飞行高度为 0（驼鸟不能飞）。

不要把可替代性和子集相混同。即便驼鸟集是鸟集的一个子集（每个驼鸟集都在鸟集内），但并不意味着鸵鸟的行为可能代替鸟的行为。可替代性与行为无关，与子集没有关系。当评估一个潜在的继承关系时，重要的因素是可代替的行为，而不是子集。

如果肯定要让驼鸟来继承鸟类，能够采取组合的方法，把鸟类中的能够被驼鸟继承的函数筛选进去，这样驼鸟就不是 ”a kind of” 鸟了，而是 ”has some kind of” 鸟的属性而已。

class bird
{
public:
    void eat();
    void sleep();
    void fly();};

class ostrich
{
public:
    void eat();
    void sleep();};

例 6: C++ 中如何阻止一个类被实例化？

应用抽象类，或者构造函数被申明成 private。

最初补充两个知识点:

函数的暗藏和笼罩

函数的暗藏: 没有定义多态的状况下，即没有加 virtual 的前提下，如果定义了父类和子类，父类和子类呈现了同名的函数，就称子类的函数把同名的父类的函数给暗藏了。
函数的笼罩：是针对多态来说的。如果定义了父类和子类，父类中定义了公共的虚函数，如果此时子类中没有定义同名的虚函数，那么在子类的虚函数表中将会写上父类的该虚函数的函数入口地址，如果在子类中定义了同名虚函数的话，那么在子类的虚函数表中将会把原来的父类的虚函数地址笼罩掉，笼罩成子类的虚函数的函数地址。

总结: 本文的重点还是承接之前“虚指针，虚表分析”的内容，对于多重继承，没有探索其内存构造，并且也不是很好弄清楚，其性能大多数能够被组合 (composition) 的形式实现，C++ 规范没有给出编译器具体的多继承的实现细节，不同的编译器有不同的做法。

关于c++:c虚继承多继承

虚继承

多重继承

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