這次失業之后，突然發現現在工作好像真的不是很好找，沒辦法，主動權不在自己手里，靜下心來想想就當通過筆試來給自己查漏補缺吧，昨天筆試遇到一個虛擬繼承的概念，這不雖說2分的題，但是這個玩意有大內容，我學習了下，也就先整個入門出來吧：
為什么要引入虛擬繼承？
虛擬繼承在一般的應用中很少用到，所以也往往被忽視，這也主要是因為在C++中，多重繼承是不推薦的，也并不常用，而一旦離開了多重繼承，虛擬繼承就完全失去了存在的必要（因為這樣只會降低效率和占用更多的空間，關于這一點，我自己還沒有太多深刻的理解，有興趣的可以看網絡上白楊的作品《RTTI、虛函數和虛基類的開銷分析及使用指導》，說實話我目前還沒看得很明白，高人可以指點下我）。
以下面的一個例子為例：
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k; //如果基類沒有數據成員，則在這里多重繼承編譯不會出現二義性
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : public CA
{
};
class CC : public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
當編譯上述代碼時，我們會收到如下的錯誤提示：
error C2385: 'CD::f' is ambiguous
即編譯器無法確定你在d.f()中要調用的函數f到底是哪一個。這里可能會讓人覺得有些奇怪，命名只定義了一個CA::f，既然大家都派生自CA，那自然就是調用的CA::f，為什么還無法確定呢？
這是因為編譯器在進行編譯的時候，需要確定子類的函數定義，如CA::f是確定的，那么在編譯CB、CC時還需要在編譯器的語法樹中生成CB::f，CC::f等標識，那么，在編譯CD的時候，由于CB、CC都有一個函數f，此時，編譯器將試圖生成這兩個CD::f標識，顯然這時就要報錯了。（當我們不使用CD::f的時候，以上標識都不會生成，所以，如果去掉d.f()一句，程序將順利通過編譯）
要解決這個問題，有兩個方法：
1、重載函數f()：此時由于我們明確定義了CD::f，編譯器檢查到CD::f()調用時就無需再像上面一樣去逐級生成CD::f標識了；
|CB(CA)|
故此時的sizeof(CD) = 8;（CB、CC各有一個元素k）
2、使用虛擬繼承：虛擬繼承又稱作共享繼承，這種共享其實也是編譯期間實現的，當使用虛擬繼承時，上面的程序將變成下面的形式：
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k;
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : virtual public CA //也有一種寫法是class CB : public virtual CA
{ //實際上這兩種方法都可以
};
class CC : virtual public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
此時，當編譯器確定d.f()調用的具體含義時，將生成如下的CD結構：
|CB|
|CC|
同時，在CB、CC中都分別包含了一個指向CA的虛基類指針列表vbptr（virtual base table pointer），其中記錄的是從CB、CC的元素到CA的元素之間的偏移量。此時，不會生成各子類的函數f標識，除非子類重載了該函數，從而達到“共享”的目的（這里的具體內存布局，可以參看鉆石型繼承內存布局，在白楊的那篇文章中也有）。
也正因此，此時的sizeof(CD) = 12（兩個vbptr + sizoef(int)）;
另注：
如果CB，CC中各定義一個int型變量，則sizeof(CD)就變成20(兩個vbptr + 3個sizoef(int)
如果CA中添加一個virtual void f1(){}，sizeof(CD) = 16（兩個vbptr + sizoef(int)+vptr）;
再添加virtual void f2(){}，sizeof(CD) = 16不變。原因如下所示：帶有虛函數的類，其內存布局上包含一個指向虛函數列表的指針（vptr），這跟有幾個虛函數無關。
以上內容涉及到類對象內存布局問題，本人還難以做過多展開，先貼這么多，本篇文章只是考慮對于虛擬繼承進行入門，至于效率、應用等未作展開。本文在網上文章基礎上修改了下而得此篇，原文載于http://blog.csdn.net/billdavid/archive/2004/06/23/24317.aspx
另外關于虛繼承和虛基類的討論，博客園有篇文章《虛繼承與虛基類的本質》，總結得更為詳細一點。
posted on 2008-10-16 16:55
frank.sunny 閱讀(13759)
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C/C++學習和實踐