C++-虚继承与虚基类

引入

当设计对象时，使用了多继承，很容易尝试命名冲突，比如在经典的菱形继承情况时：

class A
{
protected:
    int m_a;
}
class B : public A
{
protected:
    int m_b;
}
class C : public A
{
protected:
    int m_c;
}
class D : public B, public C
{
public:
    void set_a(int a){m_a = a;}// 命名冲突
    void set_b(int b){m_b = b;}// 正确
    void set_c(int c){m_c = c;}// 正确
    void set_d(int d){m_d = c;}// 正确
private:
    int m_d;
}

当上图的代码试图访问成员变量 m_a 时，发生了错误，因为类 B 和类 C 都有 m_a（从类 A 继承而来），编译器不知道选用哪一个，产生了歧义。

由此，C++ 提出了虚继承，使得在派生类中只保留一份间接基类的成员。

虚继承

在继承方式前面加上关键字virtual就是虚继承。

class A
{
protected:
    int m_a;
}
class B : virtual public A
{
protected:
    int m_b;
}
class C : virtual public A
{
protected:
    int m_c;
}
class D : public B, public C
{
public:
    void set_a(int a){m_a = a;}// 正确
    void set_b(int b){m_b = b;}// 正确
    void set_c(int c){m_c = c;}// 正确
    void set_d(int d){m_d = c;}// 正确
private:
    int m_d;
}

这段代码只在 D 中保留了一份成员变量 m_a，就不会尝试歧义了。

虚继承的目的是让某个类做出声明，承诺愿意共享它的基类。其中，这个被共享的基类就称为虚基类。

虚继承的特征

1	虚派生只影响从指定了虚基类的派生类中进一步派生出来的类，它不会影响派生类本身。

虚继承的构造函数

C++ 规定必须由最终的派生类来初始化虚基类；
虚继承时构造函数的执行顺序：在最终派生类的构造函数调用列表中，不管各个构造函数出现的顺序如何，编译器总是先调用虚基类的构造函数，再按照出现的顺序调用其他的构造函数。

虚继承的内存模型

非虚继承的内存模型

假设有如下继承关系

class A
{
protected:
    int m_a;
}
class B : public A
{
protected:
    int m_b;
}
class C : public B
{
protected:
    int m_c;
}
class D : public C
{
protected:
    int m_d;
}
int main()
{
    A obj_a;
    B obj_b;
    C obj_c;
    D obj_d;
    return 0;
}