C++之钻石问题和解决方案(菱形继承问题)
2012-12-27 14:17
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在C++中,什么叫做钻石问题(也可以叫菱形继承问题),怎么避免它?
下面的图表可以用来解释钻石问题。假设我们有类B和类C,它们都继承了相同的类A。另外我们还有类D,类D通过多重继承机制继承了类B和类C。因为上述图表的形状类似于钻石(或者菱形),因此这个问题被形象地称为钻石问题(菱形继承问题)。现在,我们将上面的图表翻译成具体的代码:
/* Animal类对应于图表的类A */ class Animal { /* ... */ }; // 基类 { int weight; public: int getWeight() { return weight;}; }; class Tiger : public Animal { /* ... */ }; class Lion : public Animal { /* ... */ } class Liger : public Tiger, public Lion { /* ... */ };
在上面的代码中,我们给出了一个具体的钻石问题例子。Animal类对应于最顶层类(图表中的A),Tiger和Lion分别对应于图表的B和C,Liger类(狮虎兽,即老虎和狮子的杂交种)对应于D。
现在,问题是如果我们有这种继承结构会出现什么样的问题。
看看下面的代码后再来回答问题吧。
int main( ) { Liger lg ; /*编译错误,下面的代码不会被任何C++编译器通过 */ int weight = lg.getWeight(); }
在我们的继承结构中,我们可以看出Tiger和Lion类都继承自Animal基类。所以问题是:因为Liger多重继承了Tiger和Lion类,因此Liger类会有两份Animal类的成员(数据和方法),Liger对象"lg"会包含Animal基类的两个子对象。
所以,你会问Liger对象有两个Animal基类的子对象会出现什么问题?再看看上面的代码-调用"lg.getWeight()"将会导致一个编译错误。这是因为编译器并不知道是调用Tiger类的getWeight()还是调用Lion类的getWeight()。所以,调用getWeight方法是不明确的,因此不能通过编译。
钻石问题的解决方案:
我们给出了钻石问题的解释,但是现在我们要给出一个钻石问题的解决方案。如果Lion类和Tiger类在分别继承Animal类时都用virtual来标注,对于每一个Liger对象,C++会保证只有一个Animal类的子对象会被创建。看看下面的代码:
class Tiger : virtual public Animal { /* ... */ }; class Lion : virtual public Animal { /* ... */ }
你可以看出唯一的变化就是我们在类Tiger和类Lion的声明中增加了"virtual"关键字。现在类Liger对象将会只有一个Animal子对象,下面的代码编译正常:
int main( ) { Liger lg ; /*既然我们已经在Tiger和Lion类的定义中声明了"virtual"关键字,于是下面的代码编译OK */ int weight = lg.getWeight(); }
因为Java不支持多继承,所以不会出现菱形继承问题。但是Java可以通过接口间接实现多重继承。
Class Mule implements Horse,Donkey { /* Horse和Donkey是接口*/ }
转载自:http://www.programmerinterview.com/index.php/c-cplusplus/diamond-problem/
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