C++ 和Java继承机制的比较

摘要：

C++支持类的多继承，而Java采用类的单继承。C++中的继承成分只有类(模板属于带参数的类，结构和联合是特殊的类)，Java中除了类还有接口的继承，而且允许接口的多继承，可以间接地实现类多继承的功能。 类的多继承有其灵活性，但语义复杂给使用带来了困难。Java中引入了接口，接口中定义了一组协议规范，即方法原型。将方法的实现部分推迟到类中完成，从而将接口继承与实现继承分开。接口继承可以间接替代多继承，具有多继承的优点，而且使用简单。

为什么Java不支持类的多继承（或者说不直接支持）？

   多继承是面向对象技术的有力工具，其复杂的语义给实现带来很多困难。Java放弃了类的多继承的直接原因是为了降低语言的复杂程度，但多继承又有其存在的必要，因为引入了接口，替代类的多继承。

多继承的复杂语义

多继承允许从多个直接父类派生子类，继承层次形成一个有向无环图。采用多继承必须解决的主要问题有：

1） 名字冲突

不同父类中可能存在名字相同的属性。当子类继承父类的属性时，来自于不同父类的同名属性产生了冲突，导致名字的二义性。为了消除二义性，C++用成员名限定（类名：成员名）指出该成员属于哪个父类，要做到这一点，必须十分了解类的继承层次。

2） 重复继承

如果子类的多个父类有共同祖先类，出现了重复继承。如图1所示，类Student-in-job重复继承祖先类Person.分别来自父类Student和Faculty.

重复继承有两种不同实现方式：复本继承和共享继承，两者的差异体现在类的实例对象分配的存储空间上。

(1)复本继承（replication inheritance）

采用复本继承无须使用virtual修饰继承方式，类Student-in-job的实例对象中，包含了Student子对象和Faculty子对象，占据不同的存储空间，这两个子对象中各有一个Person子对象，这里，复本指的是类Student-in-job的对象中有两个Person子对象，它们存放不同的属性值。存储结构如图2所示

(2) 共享继承

若要求子类的实例对象中只有一个祖先类的子对象，而不是为来自于不同继承路径的祖先类分别保存一个子对象，可用virtual修饰继承说明。编译器为Student子对象和Faculty子对象分别设置一个指向基类Person子对象的指针，在类Student-in-job的对象中只存在一个共享的基类Person子对象，存储结构如图3.

在C++中，继承的粒度是整个类，而不是单个属性或方法。因而，只能选择共享祖先类的所有属性，或者使用祖先类所有属性的复本，无法共享祖先类中的部分属性而使用另一些属性的复本。