菱形继承

• 单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承 
• 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

• 菱形继承：菱形继承是多继承的一种特殊情况。 

 

来看看下面这段菱形继承的代码有什么问题呢？

#include <iostream>

class A
{
public:
	int a;
};
class A1 : public A
{
public:
	int a1;
};
class A2 : public A
{
public:
	int a2;
};
class B : public A1, public A2
{
public:
	int b;
};

int main()
{
	B b;
	return 0;
}

这样看好像没有什么问题，我们打开监视窗口发现：

发现b对象中含有两份a，这是因为A1和A2分别继承了A的成员，它们各自都有一份a，B继承了A1A2，所以b对象中就有了两份a，这就造成了数据的冗余性。

若要访问成员a，要怎么访问呢？ 看看下面的测试代码：

int main()
{
	B b;

	// 这样无法明确知道访问的是哪一个，出现了新的问题：二义性
	b.a = 1;

	// 显示指定访问哪个父类的成员解决了二义性的问题，但是数据冗余问题无法解决
	b.A1::a = 1;
	b.A2::a = 2;

	return 0;
}

总结：菱形继承有数据冗余和二义性的问题！

 

虚拟继承

虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。

上面的关系中，A1和A2继承A时就可以使用虚拟继承，就可以解决这些问题。

class A
{
public:
	int a;
};
class A1 : virtual public A   //虚拟继承
{
public:
	int a1;
};
class A2 : virtual public A   //虚拟继承
{
public:
	int a2;
};
class B : public A1, public A2
{
public:
	int b;
};

注意：虚拟继承不要在其他地方去使用！

到底虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理是什么呢？

给出下面的测试代码来看看：

B b;
b.A1::a = 1;
b.A2::a = 2;
b.a1 = 3;
b.a2 = 4;
b.b = 5;

• 来看看菱形继承下的内存： 

这里可以看到数据冗余。

 

• 在看看菱形虚拟继承下的内存：

从内存 1 中可以看到：b对象中 将A放到了最下面，A同时又属于A1和A2，那A1和A2如何找到公共的A呢？

我们又看到内存1中A1和A2中有两个地址（指针），打开内存2查看这个地址发现：它指向一张表，表中第二个元素刚好为A1到A的偏移量。

所以得出：通过了A1和A2的两个指针，各自指向的一张表，这个表叫虚基表，这两个指针叫虚基表指针。虚基表中存的偏移量。通过偏移量可以找到下面的A。

一张图总结菱形虚拟继承：