虚拟继承混淆

Question

我正在阅读有关继承的内容，但我遇到了一个几个小时都无法解决的主要问题：

给定一个类Bar 是一个具有virtual 函数的类，

class Bar
{
    virtual void Cook();
};

两者有什么区别：

class Foo : public Bar
{
    virtual void Cook();
};

和

class Foo : public virtual Bar
{
    virtual void Cook();
};

？几个小时的谷歌搜索和阅读得到了很多关于它的用途的信息，但没有人真正告诉我两者之间的区别是什么，这让我更加困惑。

Answer 1

虚函数是一个在派生类中可能有不同实现的函数（虽然不是必须的）。

在您的最后一个示例中是虚拟继承。想象一下，您有两个类（A 和 B）派生自一个基类（我们称其为“Base”）。现在想象从 A 和 B 派生的第三个类 C。如果没有虚拟继承，C 将包含两个“Base”副本。这可能会导致编译时出现歧义。虚拟继承中的重要一点是，必须在类 C 中提供“Base”类构造函数（如果有）的参数，因为来自 A 和 B 的此类调用将被忽略。

Answer 2

只有类要继承时，虚拟继承才有意义 Foo。如果我定义以下内容：

class B {};
class L : virtual public B {};
class R : virtual public B {};
class D : public L, public R {};

那么最终对象将只包含B 的一份副本，由双方共享 L 和 R。如果没有virtual，D 类型的对象将包含 两份B，一份在L，一份在R。

有一些观点认为所有继承都应该是虚拟的（因为 在它有所作为的情况下，这就是你最想要的 时间）。然而，在实践中，虚拟继承是昂贵的，而且 在大多数情况下，没有必要：在一个设计良好的系统中，大多数 继承将只是一个具体类继承自一个或 更多“接口”；这样一个具体的类通常不是设计成 来源于自身，所以没有问题。但有重要的 例外：例如，如果您定义了一个接口，然后 接口的扩展，扩展应该虚拟继承 从基本接口，因为一个具体的实现可能想要 实现几个扩展。或者如果你正在设计 mixins，在哪里 某些类只实现了部分接口，而最终 类继承自其中几个类（每个部分一个 界面）。最后，是否虚拟继承的标准 与否并不难：

• 如果继承不是公开的，它可能不应该是虚拟的 （我从未见过异常），否则

• 如果该类不是设计为基类，则不需要 虚拟继承，否则

• 继承应该是虚拟的。

有一些例外，但上述规则在 安全;即使在以下情况下，虚拟继承通常也是“正确的” 不需要虚拟继承。

最后一点：虚拟基础必须始终由最 派生类，不是直接继承的类（并声明 继承是虚拟的）。然而，在实践中，这不是问题。 如果您查看虚拟继承有意义的情况，那就是 总是从接口继承的情况，其中不包含 数据，因此（仅）具有默认构造函数。如果你发现自己 从具有构造函数的类中虚拟继承 争论，是时候就设计提出一些严肃的问题了。

Answer 3

在功能方面，两个版本之间没有太大区别。对于virtual 继承，每个实现通常都会添加一个（vptr like）指针（与virtual 函数的情况相同）。这有助于避免由于多重继承而生成多个基类副本（diamond inheritance 问题）

另外，virtual 继承授权调用其基类的构造函数。例如，

class Bar;
class Foo : public virtual Bar
class Other : public Foo  // <--- one more level child class

所以，现在Bar::Bar() 将直接从Other::Other() 调用，并且也将被放在其他基类中的第一位。

此委托功能有助于在 C++03 中实现 final class（Java 中）功能：

class Final {
  Final() {}
  friend class LastClass;
};

class LastClass : virtual Final {  // <--- 'LastClass' is not derivable
...
};

class Child : public LastClass { // <--- not possible to have object of 'Child'
};

Answer 4

在这种情况下，没有区别。虚拟继承与派生类共享超类子对象实例有关

struct A
{
  int a;
};

struct B : public virtual A
{
  int b;
}

struct C : public virtual A
{
  int c;
};

struct D : public B, public C
{
};

D 的实例中有成员变量a 的单个副本；如果A 不是虚拟基类，则D 的实例中将有两个A 子对象。