菱形繼承產生的問題及解決

1.何為菱形繼承？

兩個子類繼承同一個父類，而又有子類又分別繼承這兩個子類，就如上圖說示。

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

class A {
public:
    A(){printf("A create.\n");}
    int a;
    virtual void fun(){}
};

class B: public A{
public:
    B(){printf("B create.\n");}
    int b;
    virtual void fun1(){}
};

class C: public A
{
public :
    int c;
    C(){printf("C create.\n");}
    virtual void fun3(){printf("fun3 .\n");}
};

class D:public C,public B{
public:
    int d;
    D(){printf("D create.\n");}
    virtual void fun3(){printf("fun4 .\n");}
}; 
//二義性問題的開銷 
int main() {
    D *pd=new D;
    printf("%d\n",sizeof(D));
    getchar();
}

產生的問題，會產生二義性問題，即對於baseClass的調用要說明作用域的情況：

    D *pd=new D;
    pd->B::a=1;
    pd->C::a=2;
    printf("%d\n",pd->B::a);
    printf("%d\n",pd->C::a);

相當於baseClass在類中有兩個，這可能不是我們想要的結果，增加調用的困難，同時也會浪費內存資源。

這種結構如圖：

可以看到A指向的虛函數表的位置是不一樣的！即baseClass有兩個實例！

2.如何解決？

使用虛擬繼承！

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

class A {
public:
    A(){printf("A create.\n");}
    int a;
    virtual void fun(){}
};

class B:virtual public A{
public:
    B(){printf("B create.\n");}
    int b;
    virtual void fun1(){}
};

class C:virtual public A
{
public :
    int c;
    C(){printf("C create.\n");}
    virtual void fun3(){printf("fun3 .\n");}
};

class D:public C,public B{
public:
    int d;
    D(){printf("D create.\n");}
    virtual void fun3(){printf("fun4 .\n");}
}; 
//二義性問題的開銷 
int main() {
    D *pd=new D;
    pd->B::a=1;
    pd->C::a=2;
    printf("%d\n",pd->B::a);
    printf("%d\n",pd->C::a);
    printf("%d\n",sizeof(D));
    getchar();
}

內存布局：

　　對於baseClass是公用的，也就是baseClass就實例化了一個對象!想想這會有什么后果？調用B,C的虛函數的時候就一個虛表怎么行，所以有需要對應有兩個相應的虛表指向B，C，於是就成了上面的結構了。

　　調試觀察，果然如此!

　　

總結：可以通過虛擬繼承消除二義性，但是虛擬繼承的開銷是增加虛函數指針。

參考：C++程序優化

 

ps:這時就有疑問了，既然多重繼承的會有二義性的問題，為什么編譯器不能自己識別並處理呢，也許別人給你寫的一個類中與你寫的類中同時繼承了一個基類（不知情），別人又同時繼承了這兩個類= =！可能有人會說，多重繼承太復雜，一般都用單一繼承！也許這就是C++優勢有時也是劣勢吧= =