关于C++中菱形继承和虚继承的问题总结

所属分类: 软件编程 / C 语言 阅读数: 89
收藏 0 赞 0 分享

前言

菱形继承是多重继承中跑不掉的,Java拿掉了多重继承,辅之以接口。C++中虽然没有明确说明接口这种东西,但是只有纯虚函数的类可以看作Java中的接口。在多重继承中建议使用“接口”,来避免多重继承中可能出现的各种问题。本文将给大家详细介绍关于C++菱形继承和虚继承的相关内容,分享出来供大家参考学习,话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

继承:

      1. 单继承–一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承

      2. 多继承–一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

例如下面这两个例子:

例一(单继承):

class A
{
public:
 int _a;
};

class B : public A // B是 子类/派生类, 公有 继承父类/基类 A
{
public:
 int _b;
};

class C : public B //C是 子类/派生类, 公有继承 父类/基类 B
{
public:
 int _c;
};

例二(多继承):

class A
{
public:
 int _a;
};

class B 
{
public:
 int _b;
};

class C : public A , public B // 子类C同时公有继承父类A和父类B
{
public:
 int _c;
};

用图很形象的表示一下:

但是在使用过程中,很容易出现一种继承关系叫菱形继承。就好比下面这种继承方式。

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;
};

继承的方式简单画出来就是下面这样:

我们在使用过程中会发现以下缺点:

      1、 当我们用D类创建出对象d时,可以访问到_a,但是一旦编译就会出现错误。错误说明为: C2385: 对“_a”的访问不明确。从图中也可以看出,如果用d访问_a时,可能在B类里,也同时可能存在于c类中。这就是所谓的“二义性”;

      2、虽然B类和C类都公有继承A,但是在D类公有继承B,C时,存放了两份A类,造成了数据的冗余。

C++针对这种缺陷提出了另外一种继承方式叫做虚继承。

虚继承

C++使用虚拟继承(Virtual Inheritance),解决从不同途径继承来的同名的数据成员在内存中有不同的拷贝造成数据不一致问题,将共同基类设置为虚基类。这时从不同的路径继承过来的同名数据成员在内存中就只有一个拷贝,同一个函数名也只有一个映射。

◇语法:

class 派生类: virtual 基类1,virtual 基类2,…,virtual 基类n

{

…//派生类成员声明

};

在有了虚继承的概念后,我们就可以规避上面的缺点了。

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;
};

当我们使用了虚继承时,继承模型就改变为下面这样:

由于我所使用的是vs2015,在此编译器下对应的处理方式就是这样。将class B 和 class C设置为虚继承后,编译器将class A存放在了最下端,并在B和C类的前四个字节中存放了一个地址,当我们访问过去向下再多看四个字节时就会发现这其中存放了一个数字。而这个数字就类似于“偏移量”,记录了该类的首地址距父类首地址之间的字节差距。比如class B中,我们找到对应数字为14,但是这个数字是16进制,转为10进制为20,在class B的首地址加上20个字节就恰好是class A的首地址,同理class C。

因此在class D访问_a时,就不会产生二义性,_a数据也只存放了一份,解决了之前菱形继承所带来的问题。

但是还存在一个问题:当我们求没有使用虚继承之前的class D的大小,结果是20,但是在使用了虚继承后大小变为24。所以虽然使用虚继承解决数据冗余问题也带来了性能上的损耗。(关于如何计算内存大小,可以参考此链接。)

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对脚本之家的支持。

更多精彩内容其他人还在看

用标准c++实现string与各种类型之间的转换

这个类在头文件中定义, < sstream>库定义了三种类:istringstream、ostringstream和stringstream,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作。另外,每个类都有一个对应的宽字符集版本
收藏 0 赞 0 分享

C++如何通过ostringstream实现任意类型转string

再使用整型转string的时候感觉有点棘手,因为itoa不是标准C里面的,而且即便是有itoa,其他类型转string不是很方便。后来去网上找了一下,发现有一个好方法
收藏 0 赞 0 分享

C/C++指针小结

要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容:指针的类型,指针所指向的类型,指针的值或者叫指针所指向的内存区,还有指针本身所占据的内存区
收藏 0 赞 0 分享

C++ 类的静态成员深入解析

在C++中类的静态成员变量和静态成员函数是个容易出错的地方,本文先通过几个例子来总结静态成员变量和成员函数使用规则,再给出一个实例来加深印象
收藏 0 赞 0 分享

C++类的静态成员初始化详细讲解

通常静态数据成员在类声明中声明,在包含类方法的文件中初始化.初始化时使用作用域操作符来指出静态成员所属的类.但如果静态成员是整型或是枚举型const,则可以在类声明中初始化
收藏 0 赞 0 分享

C++类静态成员与类静态成员函数详解

静态成员不可在类体内进行赋值,因为它是被所有该类的对象所共享的。你在一个对象里给它赋值,其他对象里的该成员也会发生变化。为了避免混乱,所以不可在类体内进行赋值
收藏 0 赞 0 分享

C++中的friend友元函数详细解析

友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类。友元函数的特点是能够访问类中的私有成员的非成员函数。友元函数从语法上看,它与普通函数一样,即在定义上和调用上与普通函数一样
收藏 0 赞 0 分享

static全局变量与普通的全局变量的区别详细解析

以下是对static全局变量与普通的全局变量的区别进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

C++ explicit关键字的应用方法详细讲解

C++ explicit关键字用来修饰类的构造函数,表明该构造函数是显式的,既然有"显式"那么必然就有"隐式",那么什么是显示而什么又是隐式的呢?下面就让我们一起来看看这方面的知识吧
收藏 0 赞 0 分享

教你5分钟轻松搞定内存字节对齐

随便google一下,人家就可以跟你解释的,一大堆的道理,我们没怎么多时间,讨论为何要对齐.直入主题,怎么判断内存对齐规则,sizeof的结果怎么来的,请牢记以下3条原则
收藏 0 赞 0 分享
查看更多