C++中的多重繼承（一）

1，C++ 中是否允許一個類繼承自多個父類？

    1，可以；

    2，這種情況就是多重繼承；

    3，多重繼承的表象就是一個類有多個父類；

    4，這是 C++ 非常特別的一個特性，在其他的程序設計語言中比如 C#、Java、Object Pascal 中都只支持單重繼承；

   

2，C++ 支持編寫多重繼承的代碼：

    1，一個子類可以擁有多個父類；

    2，子類擁有所有父類的成員變量；

    3，子類繼承所有父類的成員函數；

    4，子類對象可以當作任意父類對象使用；

   

3，多重繼承的語法規則：

    1，代碼示例：

class Derived : public BaseA, public BaseB, public BaseC
{
    // ...
};

    2，多重繼承的本質與單繼承相同；

   

4，多重繼承問題一編程實驗：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class BaseA
{
    int ma;
    
public:
    BaseA(int a)
    {
        ma = a;
    }
    
    int getA()
    {
        return ma;
    }
};

class BaseB
{
    int mb;
    
public:
    BaseB(int b)
    {
        mb = b;
    }
    
    int getB()
    {
        return mb;
    }
};

class Derived : public BaseA, public BaseB
{
    int mc;
    
public:
    Derived(int a, int b, int c) : BaseA(a), BaseB(b)  // 初始化列表中同時調用父類的構造函數；
    {
        mc = c;
    }
    
    int getC()
    {
        return mc;
    }
    
    void print()
    {
        cout << "ma = " << getA() << ", "
             << "mb = " << getB() << ", "
             << "mc = " << mc << endl;
    }
};

int main()
{
    cout << "sizeof(Derived) = " << sizeof(Derived) << endl;    // 12
    
    Derived d(1, 2, 3);
    
    d.print();
    
    cout << "d.getA() = " << d.getA() << endl;  // 1
    cout << "d.getB() = " << d.getB() << endl;  // 2
    cout << "d.getC() = " << d.getC() << endl;  // 3
    
    cout << endl;
    
    BaseA* pa = &d;
    BaseB* pb = &d;
    
    cout << "pa->getA() = " << pa->getA() << endl;  // 1
    cout << "pb->getB() = " << pb->getB() << endl;  // 2
    
    cout << endl;
    
    void* paa = pa;
    void* pbb = pb;
    
    
    if( paa == pbb )
    {
        cout << "Pointer to the same object!" << endl; 
    }
    else
    {
        cout << "Error" << endl;  // 打印 Error；
    }
    
    cout << "pa = " << pa << endl;  // 0xbfe7e304
    cout << "pb = " << pb << endl;  // 0xbfe7e308
    cout << "paa = " << paa << endl;  // 0xbfe7e304
    cout << "pbb = " << pbb << endl;   // 0xbf7e308
    
    return 0;
}

   

5，通過多重繼承得到的對象可能擁有“不同地址”：

    1，解決方案：無；

    2，多重繼承成員變量排布：

 

       1，指向同一個對象的不同位置；

       2，不方便開發了，因為我們一般比較這兩個指針是否相同來判斷是否指向同一個對象；

       3，這里兩個地址值不同依然可能指向同一個對象，情況變得非常復雜；

   

6，多重繼承可能產生冗余的成員：

 

    1，Doctor 這個類有兩個 m_name，兩個 m_age；

   

7，多重繼承問題二編程實驗：

    1，描述 本文6 中類圖：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class People
{
    string m_name;
    int m_age;
public:
    People(string name, int age)
    {
        m_name = name;
        m_age = age;
    }
    void print()
    {
        cout << "Name = " << m_name << ", "
             << "Age = " << m_age << endl;
    }
};

class Teacher : virtual public People
{
public:
    Teacher(string name, int age) : People(name, age)
    {
    }
};

class Student : virtual public People
{
public:
    Student(string name, int age) : People(name, age)
    {
    }
};

class Doctor : public Teacher, public Student
{
public:
    Doctor(string name, int age) : Teacher(name, age + 1), Student(name, age), People(name, age)
    {      // 如果在這里沒有調用 People(name, age)，編譯器會在這一樣顯示如下錯誤：
　　　　　　 // error: no matching function for call to 'People::People()'
  　　　　  // note: candidates are: People::People(std::string, int)  這是在父類構造的一行；
    }　　  // note: People::People(const People&) ，這個編譯器提供，在類最開始那一行；
};

int main()
{
    Doctor d("Delphi", 33);
    
    d.print();  // 未有虛繼承時，編譯器顯示：error: request for member 'print' is  ambiguous
　　　　　　　　　 //  error: candidates are: void People::print()
                //  error:                 void People::print()
    /* 未有虛繼承時，可以這樣分作用域分辨符來繼承 */
    d.Teacher::print();  // Name = Delphi, Age = 33；
    d.Student::print();  // Name = Delphi, Age = 33；
    
    return 0;
}

   

8，多重繼承關系出現閉合時將產生數據冗余的問題：

    1，解決方案：虛繼承；

    2，代碼示例：

class People {};
class Teacher : virtual public People {};
class Student : virtual public People {};
class Doctor : public Teacher, public Student {};

      

9，多重繼承的問題二：

    1，虛繼承能夠解決數據冗余問題；

   2，中間層父類不再關心頂層父類的初始化；

       1，規則不清晰；

       2，當今的軟件產品，動則幾十萬行代碼，業務邏輯已經很復雜了，我們希望編程語言越簡單越好，不希望幾套標准，這樣的話，只會造成生成效率的低下和致命的 bug；

       3，工程中可能是很多層繼承，這樣找的很麻煩，可以幾班解決；

   3，最終子類必須直接調用頂層父類的構造函數；

  

10，問題：

    1，當架構設計需要繼承時，無法確定使用直接繼承還是虛繼承；

       1，開發者感覺增加了開發時間；

       2，架構設計時，無法知道開發者是否會多重繼承；

       3，都做成虛繼承的時候，多重繼承加虛繼承太過復雜，影響效率和移植性（不同編譯器可能有不同實現方式）；

       4，多重繼承只適合學術研究，工程一般不使用；

   

11，小結：

    1，C++ 支持多重繼承的編程方式；

       1，除了 C++ 支持多重繼承，基本上其它語言並不支持；

    2，多重繼承容易帶來問題：

       1，可能出現“同一個對象的地址不同”的情況；

       2，虛繼承可以解決數據冗余的問題；

       3，虛繼承使得架構設計可能出現問題；