完成虚拟继承

Question

在我的代码中，我有一个基本的菱形图案：

     CommonBase
        /  \
       /    \
 DerivedA  DerivedB
       \    /
        \  /
       Joined

它是这样实现的，通用基类有一个默认构造函数和一个带参数的构造函数：

struct CommonBase {
    CommonBase() : CommonBase(0) {}

    CommonBase(int val) : value(val) {}

    const int value;
};

struct DerivedA : public virtual CommonBase {
    void printValue() {
        std::cout << "The value is " << value << "\n";
    }
};

struct DerivedB : public virtual CommonBase {
    void printValueTimes2() {
        std::cout << "value * 2 is " << value * 2 << "\n";
    }
};

struct Joined : public DerivedA,
                public DerivedB {
    Joined(int val) : CommonBase(val) {
        std::cout << "Constructor value is " << val << "\n";
        std::cout << "Actual value is " << value << "\n";
    }
};

Joined 类使用带参数的构造函数初始化虚基，一切都按预期工作。

但是，当我从 Joined 类派生一个类时，会发生一些奇怪的事情 - 除非我在派生类构造函数中显式初始化 CommonBase，否则会调用 CommonBase 的 默认构造函数也是。

使用以下代码演示：

struct JoinedDerivedA : public Joined {
    JoinedDerivedA() : Joined(99) {
        printValue();
    }
};

struct JoinedDerivedB : public Joined {
    JoinedDerivedB() : Joined(99), CommonBase(99) {
        printValue();
    }
};

int main() {
    std::cout << "======= Joined =======\n";
    Joined j(99);
    j.printValue();
    std::cout << "\n=== JoinedDerivedA ===\n";
    JoinedDerivedA a;
    std::cout << "\n=== JoinedDerivedB ===\n";
    JoinedDerivedB b;

    return 0;
}

这段代码的输出是

======= Joined =======
Constructor value is 99
Actual value is 99
The value is 99

=== JoinedDerivedA ===
Constructor value is 99
Actual value is 0 // <-- unexpected behaviour
The value is 0

=== JoinedDerivedB ===
Constructor value is 99
Actual value is 99
The value is 99

为什么会这样？是否可以不必再次显式初始化派生类中的公共基类？

这是ideone上的代码，你可以自己运行：https://ideone.com/Ie94kb

Answer 1

这在 初始化基和成员 [class.base.init] 中指定（草案 n4567 中的 12.6.2）。我们可以阅读§13（强调我的）：

(13) 在非委托构造函数中，初始化按以下顺序进行：

(13.1) — 首先，并且只针对最派生类（1.8）的构造函数，虚基类被初始化 它们出现在基类的有向无环图的深度优先从左到右遍历中的顺序， 其中“从左到右”是派生类基说明符列表中基类的出现顺序。

(13.2) — 然后，直接基类按照声明顺序被初始化，因为它们出现在 base-specifier-list 中 （不管 mem-initializers 的顺序如何）。

(13.3) — 然后，非静态数据成员按照它们在类定义中声明的顺序进行初始化 （同样不管 mem-initializers 的顺序如何）。

(13.4) — 最后，构造函数体的复合语句被执行。

[ 注意：声明顺序必须确保基子对象和成员子对象在 初始化的相反顺序。 ——尾注]

这意味着虚拟基类将在Joined 的初始化之前被初始化。所以在DerivedJoinedA中，默认初始化为value为0。然后在初始化Joined时，CommonBase的初始化被忽略，因为它已经被初始化了，value保持它的0值。

这就是为什么必须在最派生类中初始化虚拟基类的原因。