C++多重继承与虚拟继承
本文只是粗浅讨论一下C++中的多重继承和虚拟继承。
多重继承中的构造函数和析构函数调用次序
我们先来看一下简单的例子:
#include <iostream>
using namespace std; class A
{
private:
char idA; public:
A(){
idA = 'A';
cout << "Constructor of A is called!" << endl;
}
~A() { cout << "Destructor of A is called!" << endl; }
}; class B : public A
{
private:
char idB; public:
B(){
idB = 'B';
cout << "Constructor of B is called!" << endl;
}
~B() { cout << "Destructor of B is called!" << endl; }
}; class C : public A
{
private:
char idC; public:
C(){
idC = 'C';
cout << "Constructor of C is called!" << endl;
}
~C() { cout << "Destructor of C is called!" << endl; }
}; class D : public B, public C
{
private:
char idD; public:
D(){
idD = 'D';
cout << "Constructor of D is called!" << endl;
}
~D() { cout << "Destructor of D is called!" << endl; }
}; int main()
{
D d;
return ;
}
上述程序的输出为:
由上边结果可以看出,析构函数调用次序跟构造函数是相反的。另外,构造函数调用次序跟类D继承B、C次序(public B, public C)相关。
可能我们也发现了,对于类D的实例d来说,它其实有两个重复的A实例。我们应该要去掉其中一个以节省空间。具体做法就是采用虚拟继承的方法:
class B : public virtual A
{
...
}; class C : public virtual A
{
...
};
这是程序的输出就会变成:
可见这个时候类D的实例d就只有一个类A实例。
二义性
请看下边程序:
#include <iostream>
using namespace std; class A
{
private:
char idA; public:
A(){
idA = 'A';
cout << "Constructor of A is called!" << endl;
}
~A() { cout << "Destructor of A is called!" << endl; }
char getID() { return idA; }
}; class B : public virtual A
{
private:
char idB; public:
B(){
idB = 'B';
cout << "Constructor of B is called!" << endl;
}
~B() { cout << "Destructor of B is called!" << endl; }
char getID() { return idB; }
}; class C : public virtual A
{
private:
char idC; public:
C(){
idC = 'C';
cout << "Constructor of C is called!" << endl;
}
~C() { cout << "Destructor of C is called!" << endl; }
char getID() { return idC; }
}; class D : public B, public C
{
private:
char idD; public:
D(){
idD = 'D';
cout << "Constructor of D is called!" << endl;
}
~D() { cout << "Destructor of D is called!" << endl; }
// char getID() { return idD; }
}; int main()
{
D d;
cout << d.getID() << endl; return ;
}
在main函数中,第63行的d.getID()会优先在类D中查找有没有getID()的定义,如果没有就会到其父类查找;而恰好其父类B、C(同级)均定义了相同的getID()(类A的getID()定义存不存在都没关系),这时d.getID()就不知道要调用B类中的getID()还是C类中的,从而导致二义性。
不过我们可以通过d.B::getID()、d.C::getID()来指明具体要调用哪一个类的getID。但我们总不会想到这样子去做,而且这样子做也比较麻烦。
虚函数
对于多重继承的虚函数同样存在二义性。
先看一下程序:
#include <iostream>
using namespace std; class A
{
private:
char idA; public:
A(){
idA = 'A';
cout << "Constructor of A is called!" << endl;
}
~A() { cout << "Destructor of A is called!" << endl; }
char getID() { return idA; }
}; class B : public virtual A
{
private:
char idB; public:
B(){
idB = 'B';
cout << "Constructor of B is called!" << endl;
}
~B() { cout << "Destructor of B is called!" << endl; }
char getID() { return idB; }
}; class C : public virtual A
{
private:
char idC; public:
C(){
idC = 'C';
cout << "Constructor of C is called!" << endl;
}
~C() { cout << "Destructor of C is called!" << endl; }
char getID() { return idC; }
}; class D : public B, public C
{
private:
char idD; public:
D(){
idD = 'D';
cout << "Constructor of D is called!" << endl;
}
~D() { cout << "Destructor of D is called!" << endl; }
char getID() { return idD; }
}; int main()
{
D d;
A a = d;
B b = d;
C c = d;
cout << a.getID() << endl;
cout << b.getID() << endl;
cout << c.getID() << endl;
cout << d.getID() << endl; return ;
}
程序输出如下:
上边程序第63~65行相当于a、b、c将d进行了分割(函数是否是虚函数在这里并无关系,而且注意这里的a、b、c、d都不是指针),分割出属于自己的部分,所以调用getID()的时候能正确反映具体的类。
我们再来看一个程序:
#include <iostream>
using namespace std; class A
{
private:
char idA; public:
A(){
idA = 'A';
cout << "Constructor of A is called!" << endl;
}
~A() { cout << "Destructor of A is called!" << endl; }
virtual char getID() { return idA; }
}; class B : public virtual A
{
private:
char idB; public:
B(){
idB = 'B';
cout << "Constructor of B is called!" << endl;
}
~B() { cout << "Destructor of B is called!" << endl; }
virtual char getID() { return idB; }
}; class C : public virtual A
{
private:
char idC; public:
C(){
idC = 'C';
cout << "Constructor of C is called!" << endl;
}
~C() { cout << "Destructor of C is called!" << endl; }
virtual char getID() { return idC; }
}; class D : public B, public C
{
private:
char idD; public:
D(){
idD = 'D';
cout << "Constructor of D is called!" << endl;
}
~D() { cout << "Destructor of D is called!" << endl; }
virtual char getID() { return idD; }
}; int main()
{
D *d = new D();
A *a = d;
B *b = d;
C *c = d;
cout << a->getID() << endl;
cout << b->getID() << endl;
cout << c->getID() << endl;
cout << d->getID() << endl; delete d;
return ;
}
程序的输出如下:
从输出结果可以看出,类D的getID覆盖其所有父类的getID。需要注意的是,当我们在类D的一个父类,如A中不设定getID为虚函数,则“A *a = d”的效果仍然跟分割d指向的内存的效果一样。
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