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【C++】多继承,菱形继承,菱形虚拟继承

2021-04-28 21:21 831 查看

关于继承的基本概念可以阅读我的上一篇博客C++中的继承

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

格式:

class A{};
class B{};
//派生类:继承方式:类名,继承方式:类名, ......
class C:public: A,public: B{};

此时类C中包含B和A中的所有成员

菱形继承:一种特殊的多继承

菱形继承存在的问题:

#include<iostream>
using namespace std;
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 {
};
void test()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
cout << sizeof(C) << endl;
cout << sizeof(D) << endl;
}

int main()
{
test();
return 0;
}

观察上述代码和运行结果不难发现:类A的数据成员 a 在类D中存储了两份,造成了数据的冗余,还有可能带来数据二义性的问题,如下图:

如何解决上述问题:

虚拟继承

虚拟继承

格式:

class A {
public:
int a;
};
//虚拟继承:virtual 继承方式 基类
class B:virtual public A {
public:
int b;
};

class C:virtual public A{
public:
int c;
};

class D : public B,  public C {
};

使用虚拟继承后,不会再有二义性的问题,因为此时整个继承体系中 a 是唯一的

从内存角度深入了解菱形继承和菱形虚拟继承

菱形继承:
我们不难发先其中的数据冗余,数据 _a 被存储了两份

菱形虚拟继承:
下图是菱形虚拟继承的内存对象成员模型: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。

注意:
1、此处的B和C内部都有一个虚基表指针,所以在类内还应该额外开辟空间去存放这个虚基表指针。
2、B和C具有不同的虚基表,此处C的虚基表未画出。

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