這次失業(yè)之后，突然發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在工作好像真的不是很好找，沒(méi)辦法，主動(dòng)權(quán)不在自己手里，靜下心來(lái)想想就當(dāng)通過(guò)筆試來(lái)給自己查漏補(bǔ)缺吧，昨天筆試遇到一個(gè)虛擬繼承的概念，這不雖說(shuō)2分的題，但是這個(gè)玩意有大內(nèi)容，我學(xué)習(xí)了下，也就先整個(gè)入門(mén)出來(lái)吧：
為什么要引入虛擬繼承？
虛擬繼承在一般的應(yīng)用中很少用到，所以也往往被忽視，這也主要是因?yàn)樵?/span>C++中，多重繼承是不推薦的，也并不常用，而一旦離開(kāi)了多重繼承，虛擬繼承就完全失去了存在的必要（因?yàn)檫@樣只會(huì)降低效率和占用更多的空間，關(guān)于這一點(diǎn)，我自己還沒(méi)有太多深刻的理解，有興趣的可以看網(wǎng)絡(luò)上白楊的作品《RTTI、虛函數(shù)和虛基類(lèi)的開(kāi)銷(xiāo)分析及使用指導(dǎo)》，說(shuō)實(shí)話我目前還沒(méi)看得很明白，高人可以指點(diǎn)下我）。
以下面的一個(gè)例子為例：
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k; //如果基類(lèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)成員，則在這里多重繼承編譯不會(huì)出現(xiàn)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(dāng)編譯上述代碼時(shí)，我們會(huì)收到如下的錯(cuò)誤提示：
error C2385: 'CD::f' is ambiguous
即編譯器無(wú)法確定你在d.f()中要調(diào)用的函數(shù)f到底是哪一個(gè)。這里可能會(huì)讓人覺(jué)得有些奇怪，命名只定義了一個(gè)CA::f，既然大家都派生自CA，那自然就是調(diào)用的CA::f，為什么還無(wú)法確定呢？
這是因?yàn)?span style="COLOR: red">編譯器在進(jìn)行編譯的時(shí)候，需要確定子類(lèi)的函數(shù)定義，如CA::f是確定的，那么在編譯CB、CC時(shí)還需要在編譯器的語(yǔ)法樹(shù)中生成CB::f，CC::f等標(biāo)識(shí)，那么，在編譯CD的時(shí)候，由于CB、CC都有一個(gè)函數(shù)f，此時(shí)，編譯器將試圖生成這兩個(gè)CD::f標(biāo)識(shí)，顯然這時(shí)就要報(bào)錯(cuò)了。（當(dāng)我們不使用CD::f的時(shí)候，以上標(biāo)識(shí)都不會(huì)生成，所以，如果去掉d.f()一句，程序?qū)㈨樌ㄟ^(guò)編譯）
要解決這個(gè)問(wèn)題，有兩個(gè)方法：
1、重載函數(shù)f()：此時(shí)由于我們明確定義了CD::f，編譯器檢查到CD::f()調(diào)用時(shí)就無(wú)需再像上面一樣去逐級(jí)生成CD::f標(biāo)識(shí)了；
此時(shí)CD的元素結(jié)構(gòu)如下：
|CB(CA)|
故此時(shí)的sizeof(CD) = 8;（CB、CC各有一個(gè)元素k）
2、使用虛擬繼承：虛擬繼承又稱(chēng)作共享繼承，這種共享其實(shí)也是編譯期間實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)使用虛擬繼承時(shí)，上面的程序?qū)⒆兂上旅娴男问剑?/span>
#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(xiě)法是class CB : public virtual CA
{ //實(shí)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(shí)，當(dāng)編譯器確定d.f()調(diào)用的具體含義時(shí)，將生成如下的CD結(jié)構(gòu)：
|CB|
|CC|
同時(shí)，在CB、CC中都分別包含了一個(gè)指向CA的虛基類(lèi)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(shí)，不會(huì)生成各子類(lèi)的函數(shù)f標(biāo)識(shí)，除非子類(lèi)重載了該函數(shù)，從而達(dá)到“共享”的目的（這里的具體內(nèi)存布局，可以參看鉆石型繼承內(nèi)存布局，在白楊的那篇文章中也有）。
也正因此，此時(shí)的sizeof(CD) = 12（兩個(gè)vbptr + sizoef(int)）;
另注：
如果CB，CC中各定義一個(gè)int型變量，則sizeof(CD)就變成20(兩個(gè)vbptr + 3個(gè)sizoef(int)
如果CA中添加一個(gè)virtual void f1(){}，sizeof(CD) = 16（兩個(gè)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(shù)的類(lèi)，其內(nèi)存布局上包含一個(gè)指向虛函數(shù)列表的指針（vptr），這跟有幾個(gè)虛函數(shù)無(wú)關(guān)。
以上內(nèi)容涉及到類(lèi)對(duì)象內(nèi)存布局問(wèn)題，本人還難以做過(guò)多展開(kāi)，先貼這么多，本篇文章只是考慮對(duì)于虛擬繼承進(jìn)行入門(mén)，至于效率、應(yīng)用等未作展開(kāi)。本文在網(wǎng)上文章基礎(chǔ)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(guān)于虛繼承和虛基類(lèi)的討論，博客園有篇文章《虛繼承與虛基類(lèi)的本質(zhì)》，總結(jié)得更為詳細(xì)一點(diǎn)。
posted on 2008-10-16 16:55
frank.sunny 閱讀(13781)
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C/C++學(xué)習(xí)和實(shí)踐