虚继承的虚拟继承入门

发布网友发布时间：2022-04-22 04:31

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热心网友时间：2023-10-07 21:21

以下面的一个例子为例：
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k; //如果基类没有数据成员，则在这里多重继承编译不会出现二义性
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : public CA
{
};
class CC : public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
当编译上述代码时，我们会收到如下的错误提示：
error C2385: 'CD::f' is ambiguous
即编译器无法确定你在d.f()中要调用的函数f到底是哪一个。这里可能会让人觉得有些奇怪，命名只定义了一个CA::f，既然大家都派生自CA，那自然就是调用的CA::f，为什么还无法确定呢？
这是因为编译器在进行编译的时候，需要确定子类的函数定义，如CA::f是确定的，那么在编译CB、CC时还需要在编译器的语法树中生成CB::f，CC::f等标识，那么，在编译CD的时候，由于CB、CC都有一个函数f，此时，编译器将试图生成这两个CD::f标识，显然这时就要报错了。（当我们不使用CD::f的时候，以上标识都不会生成，所以，如果去掉d.f()一句，程序将顺利通过编译）
要解决这个问题，有两个方法：
1、重写函数f()：此时由于我们明确定义了CD::f，编译器检查到CD::f()调用时就无需再像上面一样去逐级生成CD::f标识了；
此时CD的元素结构如下：
|CB(CA)|
|CC(CA)|
故此时的sizeof(CD) = 8;（CB、CC各有一个元素k）
2、使用虚拟继承：虚拟继承又称作共享继承，这种共享其实也是编译期间实现的，当使用虚拟继承时，上面的程序将变成下面的形式：
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k;
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : virtual public CA //也有一种写法是class CB : public virtual CA
{ //实际上这两种方法都可以
};
class CC : virtual public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
此时，当编译器确定d.f()调用的具体含义时，将生成如下的CD结构：
|CB|
|CC|
|CA|
同时，在CB、CC中都分别包含了一个指向CA的虚基类指针列表vbptr（virtual base table pointer）（虚基表指针），其中记录的是从CB、CC的vbtable的首地址（vbptr）到CA的元素之间的偏移量。此时，不会生成各子类的函数f标识，除非子类重写了该函数，从而达到“共享”的目的（这里的具体内存布局，可以参看钻石型继承内存布局，在白杨的那篇文章中也有）（VS2010中，在Project Properties->C++->Command Line->Additional Options里面加上/d1reportSingleClassLayoutX，可以查看类X的对象布局）。
也正因此，此时的sizeof(CD) = 12（vbptrCB + vbptrCC + sizoef(int)）（32位机中指针占4个字节）;
另注：
如果CB，CC中各定义一个int型变量，则sizeof(CD)就变成20(两个vbptr + 3个sizoef(int)
如果CA中添加一个virtual void f1(){}，sizeof(CD) = 16（vfptrCA +vbptrCB + vbptrCC + sizoef(int)）;
再添加virtual void f2(){}，sizeof(CD) = 16不变。原因如下所示：带有虚函数（大于等于1个）的类，其内存布局上包含一个指向虚函数列表的指针（vfptr）（虚函数表指针），这跟该类有几个虚函数无关。