Inheritance

C++支持单继承和多重继承

钻石继承 + 虚继承

虚继承：


class B: virtual A {};

钻石继承：


class Base {
public:
    int data;
};

class Derived1 : public Base { };  // 继承Base
class Derived2 : public Base { };  // 继承Base

class Final : public Derived1, public Derived2 { };  // 多重继承，产生二义性

不用虚继承的钻石继承存在的问题：

二义性


Final obj;
obj.data = 10;  // 编译错误，歧义：不知道访问 Derived1::data 还是 Derived2::data

数据冗余：存在两份Base的成员内存，且逻辑不一致

在钻石继承的情况下，采用虚继承则只会保留一份继承者的实例

底层原理

在对象的vftptr之后存储一个指向“虚继承父类的内存”位置base与当前位置之差的指针（base可能指向一个vftptr也可能指向第一个字段）

并且Base类的初始化由Final直接执行，忽略中间类对Base类的初始化

内存布局见

✏️

Memory Model

钻石继承+虚继承中虚方法的二义性

这种写法一定是不对的，避免这样写


class A { // 虚基类
public:
    virtual void f0() {}
};

class B : virtual public A { // 虚继承
public:
    void f0() override {}  // 重写f0
};

class C : virtual public A { // 虚继承
public:
    void f0() override {}  // 重写f0
};

class D : public B, public C { // 非虚继承（普通多重继承）
    // 未重写f0
};

无法通过编译，但疑似部分编译器可以通过类的定义


D d;
d.f0();  // 编译错误：对'f0'的调用不明确

D* dd = new D();
dd->f0();  // 同上

对于这部分可以通过的编译器，如果通过虚基类指针访问，则会是UB，根据编译器不同会有不同表现

典型行为：调用在继承列表中先出现的类（B）的实现


A* pa = &d;
pa->f0();  // 未定义行为（取决于编译器实现）