1. 复杂的菱形继承及菱形虚拟继承
1.1 菱形继承
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
/单继承 class Person { protected: string _name; }; class Student : public Person { protected: int _age; }; class PostGraduate : public Student { int GPA; };
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
class Student { protected: int _num; }; class Teacher { protected: int _id; }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; };
菱形继承:菱形继承是多继承的一种特殊情况
class Person { public: string _name; // 姓名 }; class Student : public Person { protected: int _num; //学号 }; class Teacher : public Person { protected: int _id; // 职工编号 }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; // 主修课程 };
菱形继承的问题:从下面的对象成员模型构造,可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在Assistant的对象中Person成员会有两份。
///菱形继承 class Person { public: string _name; // 姓名 }; class Student : public Person { protected: int _num; //学号 }; class Teacher : public Person { protected: int _id; // 职工编号 }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; // 主修课程 }; void Test() { // 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个 Assistant a; a._name = "peter"; // 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题,但是数据冗余问题无法解决 a.Student::_name = "xxx"; a.Teacher::_name = "yyy"; }
1.2 虚拟继承
虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系,在Student和
Teacher的继承Person时使用虚拟继承,即可解决问题。需要注意的是,虚拟继承不要在其他地方去使用。在继承关系的前面加上virtual进行修饰为虚拟继承
//虚拟继承 class Person { public: string _name; // 姓名 }; class Student : virtual public Person { protected: int _num; //学号 }; class Teacher : virtual public Person { protected: int _id; // 职工编号 }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; // 主修课程 }; void Test() { Assistant a; a._name = "peter"; }
虚拟继承要加在直接继承的子类上
1.3 虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理
为了方便观察,可以先建立一个简易的菱形继承的模型,通过内存窗口进一步观察。
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; }; int main() { D d; d.B::_a = 1; d.C::_a = 2; d._b = 3; d._c = 4; d._d = 5; return 0; }
通过下面的图示就可以看到数据的冗余:
上述是没有进行虚拟继承的菱形继承,那么如果加上虚拟继承会是怎么样子呢?
可以看到加上虚拟继承之后,在内存窗口中就多了两个莫名其妙的地址,那么这两个地址是用来干嘛的呢?我们不妨来观察一下:
这里可以分析出D对象中将A放到的了对象组成的最下面,这个A同时属于B和C,那么B和C如何去找到公共的A呢?
这里是通过了B和C的两个指针,指向的一张表。这两个指针叫虚基表指针,这两个表叫虚基表。虚基表中存的偏移量。通过偏移量可以找到下面的A。
朋友们、伙计们,美好的时光总是短暂的,我们本期的的分享就到此结束,欲知后事如何,请听下回分解~,最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔,感谢大家的支持!