C++多重继承的问题

多重继承的先后问题

上节最后的例子是为下面讨论一个被称之为“菱形问题”作铺垫的,在Java中没有多重继承,也许没有这种现象,C++中很容易出现。由一个基类派生出两个类出来,以后新定义一个类,并从这两个类多重继承,这样就出现菱形问题了。也就是说,基类的公有或保护成员,必然被两个派生类同时继承,这两个类同时派生一个新类时,同名成员就产生了冲突。

下面我们先从简单问题入手,先不要看结果图,考虑一下结果应该是什么。小雅当初认为三行输出的ID都应为“WD8503025”,但事实不是这样。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class CBase {
public:
    string id;
};

class CDerive1 : public CBase {
public:
    void show1() {
        cout << "CDerive1: " << id << endl;
    }
};

class CDerive2 : public CBase {
public:
    void show2() {
        cout << "CDerive2: " << id << endl;
    }
};

class CSon : public CDerive2, public CDerive1 { };

int main ( )
{
    CSon s;
    s.CDerive1::id = "WD8503026";
    s.CDerive2::id = "WD8503027";
    s.CBase::id = "WD8503025";
    s.show1();
    s.show2();
    cout << "BASE: " << s.CBase::id << endl;

    return 0;
}
运行结果:
CDerive1: WD8503026
CDerive2: WD8503025
BASE: WD8503025

通过设置断点不难看出,当前实例是CBase的“孙子”,而“父亲”有2个,每个“父亲”都将“爷爷”复制了一份。如果不指定哪个“父亲”的“父亲”,默认将第一个继承的“父亲”的“父亲”当作“爷爷”。上例中先继承CDerive2类,所以31行和34行的“s.CBase::id”等价于“s.CDerive2::CBase::id”。

实例地址的调查

下面的例子是先定义一个“孙子”的实例,并将地址输出。再将这个实例的地址分别赋给CDerive1和CDerive2类型的指针变量,并输出指针地址。再将这2个地址分别赋给CBase的2个指针变量,并输出其地址。大家仍然不看结果,考虑一下答案应该是什么?
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class CBase {
    string id;
public:
    void show() {
        cout <<  id << endl;
    }
};

class CDerive1 : public CBase { };

class CDerive2 : public CBase { };

class CSon : public CDerive2, public CDerive1 { };

int main ( )
{
    CSon s;
    cout <<  &s << endl;
    cout <<  "---------" << endl;

    CDerive1 *pd1 = &s;
    cout <<  pd1 << endl;
    CDerive2 *pd2 = &s;
    cout <<  pd2 << endl;
    cout <<  "---------" << endl;

    CBase *pb1 = pd1;
    cout <<  pb1 << endl;
    CBase *pb2 = pd2;
    cout <<  pb2 << endl;

    //CBase *pb = &s;    //编译有错

    return 0;
}
运行结果:
0035FB20
---------
0035FB3C
0035FB20
---------
0035FB3C
0035FB20

从上例可以看出,由于2个“父亲”因而复制出2个“爷爷”,2个“爷爷”的地址也不同。

虚继承

解决以上问题只要用C++的“虚继承”就可以了。“虚继承”就是在实例中,基类不管继承多少个,只复制一份。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class CBase {
public:
    string id;
};

//因为虚继承,CBase类在此不产生副本
class CDerive1 : virtual public CBase {
public:
    void show1() {
        cout << "CDerive1: " << id << endl;
    }
};

//因为虚继承,CBase类在此不产生副本
class CDerive2 : virtual public CBase {
public:
    void show2() {
        cout << "CDerive2: " << id << endl;
    }
};

class CSon : public CDerive2, public CDerive1 { };

int main ( )
{
    CSon s;
    s.CDerive1::id = "WD8503026";
    s.CDerive2::id = "WD8503027";
    s.CBase::id = "WD8503025";
    s.show1();
    s.show2();
    cout << "BASE: " << s.CBase::id << endl;

    return 0;
}
运行结果:
CDerive1: WD8503025
CDerive2: WD8503025
BASE: WD8503025

因为2个“父亲”都不产生“爷爷”的副本,所以“孙子”这儿就只有一个“爷爷”的副本。