虚拟继承实际上是如何工作的？

Question

我知道钻石问题，但问题是 - 当我在谷歌上搜索“虚拟继承”时，结果仅提到了钻石问题。我想知道它一般是如何工作的，以及它与普通继承有何不同。

我知道当一个类（通常）从另一个类继承时，它只包含它的所有成员（字段和方法，撇开访问级别）。其中一些可能会被新成员覆盖或隐藏，但它们仍然存在。继承还定义了层次结构中的类之间的某些关系，这会影响强制转换和多态性。

现在虚拟继承有何不同？例如：

class A
{
    public:
    int a;
    int b;
    void fun(int x)
    {}
    void gun(int x)
    {}
};

class B : public A
{
    public:
    int a;
    int c;
    void fun(int x)
    {}
    void hun(int x)
    {}
};

class C : virtual public A
{
    public:
    int a;
    int c;
    void fun(int x)
    {}
    void hun(int x)
    {}
};

B 和C 有什么区别？我的示例没有利用其他差异吗？标准是怎么说的？另外，如果 C++03 和 C++11 有区别，请指出。

Answer 1

对于单级继承，行为没有区别。

不同之处在于从多个基类继承时，这些基类本身有一个共同的基类：

struct A {};
struct B : virtual A {};
struct C : virtual A {};
struct D : B,C {};

在这个例子中，使用虚拟继承，D 只包含一个A 子对象，它的B 和C 子对象共享；这是“钻石”图案：

    A
   / \
   B C
   \ /
    D

如果没有虚拟继承，它将包含两个A 子对象，并且没有“钻石”：

   A A
   | |
   B C
   \ /
    D

无论有没有多重继承，如果您有多个继承级别，仍然存在差异：虚拟基类必须由最派生的类初始化，而不是由其直接派生类初始化。这是为了避免多重继承情况下的歧义，其中（在上面的示例中）B 和 C 将负责初始化共享的 A。