在繼承中經(jīng)常會(huì)遇到這種情況：有一個(gè)超類(lèi)A，子類(lèi)B1，B2繼承了A，而類(lèi)D又繼承了父類(lèi)B1,B2。在這種情況下如果按照我們以前的正常的菱形繼承的話(huà)會(huì)有一個(gè)問(wèn)題是子類(lèi)C會(huì)繼承兩次超類(lèi)A中的成員，當(dāng)在C中想訪(fǎng)問(wèn)繼承來(lái)自B1，B2中A的元素會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：

創(chuàng)新互聯(lián)建站基于成都重慶香港及美國(guó)等地區(qū)分布式IDC機(jī)房數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的電信大帶寬，聯(lián)通大帶寬，移動(dòng)大帶寬，多線(xiàn)BGP大帶寬租用,是為眾多客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)服務(wù)器托管報(bào)價(jià)，主機(jī)托管價(jià)格性?xún)r(jià)比高，為金融證券行業(yè)IDC機(jī)房托管，ai人工智能服務(wù)器托管提供bgp線(xiàn)路100M獨(dú)享，G口帶寬及機(jī)柜租用的專(zhuān)業(yè)成都idc公司。

    問(wèn)題一、數(shù)據(jù)的冗余

    問(wèn)題二、訪(fǎng)問(wèn)的二意性

出現(xiàn)了這種問(wèn)題那么我們?cè)撊绾谓鉀Q呢？

    C++中為了解決這個(gè)問(wèn)題引入了虛擬菱形繼承，那么虛擬菱形繼承是怎么解決的呢？

首先給大家先畫(huà)兩個(gè)圖比較下菱形繼承和虛擬菱形繼承在繼承時(shí)在內(nèi)存中的成員分布情況：

   一、 菱形繼承：

沒(méi)有繼承以前的超類(lèi)A和父類(lèi)B1,B2；

繼承超類(lèi)A以后的B1,B2;

子類(lèi)D繼承B1，B2以后的內(nèi)存分布情況

    通過(guò)圖我們可以看出菱形繼承存在很多的數(shù)據(jù)冗余，如超類(lèi)A的成員ia,ca都有兩份，訪(fǎng)問(wèn)時(shí)也會(huì)出先二義性的錯(cuò)誤。

    二、虛擬菱形繼承

沒(méi)有繼承以前的超類(lèi)A和父類(lèi)B1,B2；

虛擬繼承超類(lèi)A以后的B1,B2;

虛擬繼承B1,B2后的D；

看完分布圖以后，我們看下代碼和D在內(nèi)存中的分布

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    int ia;
    char ca;
public:
    A()
    :ia(0)
    , ca('A')
    {}

    virtual void f()
    {
        cout << "A::f()" << endl;
    }

    virtual void Bf()
    {
        cout << "A::Af()" << endl;
    }
};

class B1:virtual public A
{
public:
    int ib1;
    char cb1;
public:
    B1()
    :ib1(1)
    , cb1('1')
    {}
    virtual void f()
    {
        cout << "B1::f()" << endl;
    }

    virtual void f1()
    {
        cout << "B1::f1()" << endl;
    }

    virtual void B1f()
    {
        cout << "B1::B1f()" << endl;
    }

};

class B2:virtual public A
{
public:
    int ib2;
    char cb2;
public:
    B2()
    :ib2(2)
    , cb2('2')
    {}

    virtual void f()
    {
        cout << "B2::f()" << endl;
    }

    virtual void f2()
    {
        cout << "B2::f2()" << endl;
    }

    virtual void B2f()
    {
        cout << "B2::B2f()" << endl;
    }

};

class D :public B1,public B2
{
public:
    int id;
    char cd;
public:
    D()
        :id(3)
        , cd('D')
    {}

    virtual void f()
    {
        cout << "D::f()" << endl;
    }

    virtual void f1()
    {
        cout << "D::f1()" << endl;
    }

    virtual void f2()
    {
        cout << "D::f2()" << endl;
    }

    virtual void Df()
    {
        cout << "D::Df()" << endl;
    }

};

typedef void(*Fun)();
void PrintVTable(int* VTable)
{
    cout << " 虛表地址>" << VTable << endl;

    for (int i = 0; VTable[i] != 0; ++i)
    {
        printf(" 第%d個(gè)虛函數(shù)地址 :0X%x,->", i, VTable[i]);
        Fun f = (Fun)VTable[i];
        f();
    }
}



void test()
{
    A a;
    B1 b1;
    B2 b2;
    D d1;

    cout << "sizeof(A)::" << sizeof(a) << endl;
    cout << "sizeof(B1)::" << sizeof(b1) << endl;
    cout << "sizeof(B2)::" << sizeof(b2) << endl;
    cout << "sizeof(D)::" << sizeof(d1) << endl;

    int* VTable = (int*)(*(int*)&d1);
    PrintVTable(VTable);
    cout << "        虛基表指針->: " << (int*)((int*)&d1 + 1) << endl;
    cout << "         B1::ib1 = " << *(int*)((int*)&d1 + 2) << endl;
    cout << "         B1::cb1 =" << (char)*((int*)&d1 + 3) << endl;

    VTable = (int*)*((int*)&d1 + 4);
    PrintVTable(VTable);
    cout << "        虛基表指針->:" << (int*)((int*)&d1 + 5) << endl;
    cout << "         B2::ib2 =" << *(int*)((int*)&d1 + 6) << endl;
    cout << "         B2::cb2 =" << (char)*((int*)&d1 + 7) << endl;

    cout << "         D::ID =" << *((int*)&d1 + 8) << endl;
    cout << "         D::cd =" << (char)*((int*)&d1 + 9) << endl;
    cout << " 虛基表的偏移地址->:"<<(int*)((int*)&d1 + 10) << endl;
    VTable = (int*)*((int*)&d1 + 11);
    PrintVTable(VTable);
    cout << "         A::ia =" << *(int*)((int*)&d1 + 12) << endl;
    cout << "         A::ca =" << (char)*((int*)&d1 + 13) << endl;
    
}

int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

一、父類(lèi)b1的內(nèi)存分布情況

二、父類(lèi)b2的內(nèi)存分布情況

三、子類(lèi)d1的內(nèi)存分布情況

這些都跟前面畫(huà)圖分析的一樣。我們?cè)倏匆幌旅總€(gè)類(lèi)的大小：

將菱形繼承與虛擬菱形繼承做比較：

  按照正常情況下：在菱形繼承與虛擬菱形繼承時(shí)，超類(lèi)大小一樣，但從父類(lèi)開(kāi)始大小發(fā)生區(qū)別，父類(lèi)多了12個(gè)字節(jié)，子類(lèi)多了8個(gè)字節(jié)。

  由于要想消除二義性與冗余性，就得將B1、B2中的A部分變?yōu)橐环荩侵荒軐1、B2中A中共同的部分變?yōu)橹羔樦赶駼ase部分。為什么會(huì)這樣呢？

  一、對(duì)于父類(lèi)B1、B2來(lái)說(shuō)因?yàn)槎喈a(chǎn)生了三個(gè)指針，前圖中沒(méi)畫(huà)出來(lái)，可以參照子類(lèi)D的圖，通過(guò)虛擬繼承，多增加了一個(gè)虛基表指針，一個(gè)虛基表的偏移地址，另外還繼承了A的虛表，作用是指向一個(gè)地址，地址中保存著父類(lèi)增加的指針的地址與超類(lèi)的地址偏移值，通過(guò)地址與偏移值相加，找到超類(lèi)成員部分，并且兩個(gè)父類(lèi)指針都指向的是同一塊空間。所以多了12個(gè)字節(jié)。

  二、同理，對(duì)于子類(lèi)D來(lái)說(shuō)在同時(shí)多了這些東西的同時(shí)減去重復(fù)繼承的超類(lèi)的成員最后就只是多了8字節(jié)

  通過(guò)這種處理子類(lèi)中父類(lèi)與超類(lèi)公共部分都是同一塊存儲(chǔ)空間，就可以解決菱形繼承的二義性與數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題了。

分享名稱(chēng)：【C++】菱形繼承與虛擬菱形繼承的對(duì)比分析
文章起源：http://www.chinadenli.net/article46/ieoshg.html

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