C++虚继承：实现多重继承中的菱形继承问题解决方法
2023-06-29 00:47:59
深夜i
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C++
虚继承
多重继承
菱形继承
问题解决方法
C++语言作为一种多范式程序设计语言，提供了许多不同的继承方式，让程序设计者可以根据自己的需要选择最合适的继承方式。其中多重继承是C++语言相对其他语言的一个优势，但是多重继承也会带来一些问题——菱形继承问题。为了解决这一问题，C++提供了虚继承的机制。
菱形继承问题指的是在多重继承中，当一个类通过两个不同的途径，间接继承自同一个基类时，产生的二义性问题。为了更好地说明这个问题，我们可以通过一个例子来看。
假设有一个基类Animal，两个派生类Flying和Swimming分别继承自Animal，而Penguin通过多重继承同时继承自Flying和Swimming两个派生类。那么问题就来了，Penguin会同时拥有Flying和Swimming中继承来的两份Animal成员吗？如果两个Animal成员有同名属性或方法，那么Penguin该如何选择？这就是菱形继承问题所带来的困扰。
为了解决这个问题，C++11提供了虚继承的机制。虚继承可以在多重继承中保证只有一份基类成员。通过在基类前加上关键字virtual来表示虚继承。在虚继承中，当一个类间接继承自一个虚基类时，虚基类的子类只会继承一份虚基类成员，而不会继承多份。
回到之前的例子中，如果我们将Animal声明为虚基类，那么当Penguin通过Flying和Swimming继承Animal时，只会产生一份Animal成员，而不是从Flying和Swimming中分别继承一份。这样就解决了菱形继承问题所带来的二义性问题。
当然，虚继承也有一些缺点。首先，虚继承需要添加虚表和虚指针，这会增加程序的开销。其次，虚继承会带来一些二义性问题，比如具有相同虚基类的派生类可能会同时继承到某些并不想要的成员。因此，在使用虚继承的时候，需要根据具体问题来判断使用虚继承是否合适。
总之，C++虚继承是解决多重继承中菱形继承问题的一种方式。虚继承可以保证在多重继承中只继承一份虚基类成员，进而避免因多个继承路径产生的二义性问题。但是，虚继承也有缺陷，需要在使用时考虑具体问题。
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