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彻底弄懂C++虚拟继承

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

彻底弄懂C++虚拟继承

前言

为了解决普通继承的“数据冗余”和“二义性”的问题,C++引入了虚拟继承使得在多重继承下,基类成员只继承一份。

这篇博客主要解析 1.虚拟继承机制,如何做到的?

                              2.它和普通继承有什么区别?       

                              3.虚拟继承同时满足多态会怎样?

虚拟继承“三板斧”

        虚拟继承使用继承虚基类来代替 继承基类的做法。注意是“代替”两个字。免不了让人惊讶,不过这也是虚拟继承的关键点。

        继承虚基类又通过虚基表指针 与 其指向的虚基表来实现,这就是虚拟继承的三板斧。

虚基表指针 与 虚基表

        当使用虚拟继承时,原本的父类成员 会被替换为 一个虚基表指针,这个指针指向一张虚基表,虚基表里存放 虚基类与虚基表指针的偏移量。

直接继承:

直接继承

虚机继承:

 可见原本的原本base(基类)的位置变成了vbptr(虚基表指针),虚基表指针指向虚基类离这个指针的偏移量。

虚基类 一 虚基类的位置

      (一)虚基类储存在最后继承它的派生类(后文简称最后派生类)的末尾

分析以下代码:

        1.teacher继承了虚基类perso
        2.worker为teacher的派生类
        3.worker继承虚基类person

        4.worker为虚基类person的最后派生类

        结论:虚基类person储存在person的末尾,teacher的虚基表里储存的偏移量为12

 

  (二)一个类可以是多个虚基类的最后派生类,这些虚基类按照继承顺序依次储存这个类的末尾

分析以下代码:

class person {
public:
	int _person_age=18;
};
class teacher :virtual public person{
public:
	int teacher_id=17;
};
class worker : virtual public  teacher{
	int worker_id =16;
};

内存分析 

虚基类只被继承只有一份,派生类通过虚基表指针获取到偏移量,找到虚基类的位置。

二 虚基类的声明 初始化 及其他

(一).虚基类在指定虚继承方式(使用virtual)时声明。

(二).根据:

        1. 一个类调用构造函数的顺序:虚基类->直接基类->类

        2. 虚基类只初始化一次

得处结论

        i.由于虚基类最先初始化,所以只能由最后派生类调用虚基类的构造函数初始化虚基类部分

        ii.最后派生类 还负责调用直接基类的构造函数初始化直接基类部分,并且调用直接基类时不会再次调用虚基类的构造函数。

验证代码:

class person {
public:
	person(int age) {
		cout << "person age: " << age << endl;
		_person_age = age;
	}
	int _person_age;
};
class teacher :virtual public person{//虚基类的隐式声明
public:
	teacher(int age) :person(age), _teacher_id(123){
		cout << "teacher p_age,id: " <

运行结果

 (三)类的析构顺序:类->直接基类->虚基类(与构造相反)

 (四)类的赋值,拷贝顺序:虚基类->直接基类->类(与构造一致)

 虚继承与多态重写

        当派生类虚继承基类,并且成员函数满足重写(覆盖),虚基类中虚函数的实现会被最后一个满足重写的派生类覆盖

一.单继承

class person {
public:
	void virtual print() {
		cout << "person" << endl;
	}
	int _person_age = 18;
};
class teacher :virtual public person {
public:
	void print() {
		cout << "teacher" << endl;
	}
	int teacher_id = 17;
};

分析内存

二. 多继承

class person {
public:
	void virtual print() {
		cout << "person" << endl;
	}
	int _person_age = 18;
};
class teacher :virtual public person {
public:
	void print() {
		cout << "teacher" << endl;
	}
	int teacher_id = 17;
};
class worker :public teacher {//person最后重写的派生类
public:
	void print() {
		cout << "worker" << endl;
	}
};

worker才是 最后一个满足重写的派生类。

 内存

 三 菱形虚拟继承重写问题

当出现菱形虚拟继承,可能会引发重写歧义的问题。

 根据上文

此时worker和teacher同时是最后一个满足重写的派生类,都应该重写覆盖 虚基类person里的print的函数,引发矛盾 编译报错。

解决方法:

 让master为最后一个重写,即可解决问题,此时虚基类person里的虚表里储存master::print()的地址

内存

end

本文干货较多,还涉及了一些多态的知识。消化完应该能对虚拟继承机制有更深刻的理解。

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