文章目錄
-
- 1 何為多重繼承
- 2 多重繼承問題一：對象擁有不同位址
- 3 多重繼承問題二：成員備援
-
- 3.1 虛繼承解決資料備援
- 4 小結
1 何為多重繼承
C++允許一個類擁有多個父類，這就是多重繼承
- 子類擁有所有父類的成員變量
- 子類繼承所有父類的成員函數
- 子類對象可以當作任意父類對象使用
多重繼承的文法規則：
// 38-1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class BaseA
{
int ma;
public:
BaseA(int a) { ma = a; }
int getA() { return ma; }
};
class BaseB
{
int mb;
public:
BaseB(int b) { mb = b; }
int getB() { return mb; }
};
class Derived : public BaseA, public BaseB
{
int mc;
public:
Derived(int a, int b, int c) : BaseA(a), BaseB(b)
{
mc = c;
}
int getC() { return mc; }
void print()
{
cout << "ma = " << getA() << ", "
<<"mb = " << getB() << ", "
<< "mc = " << mc << endl;
}
};
int main()
{
cout << "sizeof(Derived) = " << sizeof(Derived) << endl;
Derived d(1, 2, 3);
d.print();
cout << "d.getA() = " << d.getA() << endl;
cout << "d.getB() = " << d.getB() << endl;
cout << "d.getC() = " << d.getC() << endl;
cout << endl;
BaseA* pa = &d;
BaseB* pb = &d;
cout << "pa->getA() = " << pa->getA() << endl;
cout << "pb->getB() = " << pb->getB() << endl;
cout << endl;
cout << "pa = " << pa << endl;
cout << "pb = " << pb << endl;
return 0;
}
- 類 Derived 繼承了類 BaseA 和類 BaseB，子類是由父類成員疊加子類得到的，是以類 Derived 擁有成員變量 ma，mb，mc。計算類對象大小時，計算的是成員變量的大小，成員函數儲存在代碼段，不計入對象大小。是以類 Derived 大小為 12。
- Derived 對象可以調用繼承來的成員函數 getA() ，getB()
- 子類對象可以轉換為任意父類對象使用，是以程式第 46-50 行可以轉換為兩個父類對象，調用父類函數
- 程式第 53-54行列印指向對象 d 的兩個指針來說明多重繼承的第一個問題
編譯運作：
$ g++ 38-1.cpp -o 38-1
$ ./38-1
sizeof(Derived) = 12
ma = 1, mb = 2, mc = 3
d.getA() = 1
d.getB() = 2
d.getC() = 3
pa->getA() = 1
pb->getB() = 2
pa = 0x7ffee3d7e03c
pb = 0x7ffee3d7e040
運作結果和我們分析的一緻，但是 pa，pb 都是指向對象 d 的指針，他們的值卻不同。這就是第一個問題。
2 多重繼承問題一：對象擁有不同位址
- 通過多重繼承得到的對象可能擁有“不同的位址”
如下圖所示，兩個指針指向一個對象，可能指向的位置不同，且目前沒有解決方案。
3 多重繼承問題二：成員備援
- 多重繼承可能産生備援的成員
如下所示，Teacher 和 Student 都是 People 的子類，Doctor 是 Teacher 和 Student 的子類。
我們用代碼描述上述關系
// 38-2.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class People
{
string m_name;
int m_age;
public:
People(string name, int age)
{
m_name = name;
m_age = age;
}
void print()
{
cout << "Name = " << m_name << ", "
<< "Age = " << m_age << endl;
}
};
class Teacher : public People
{
public:
Teacher(string name, int age) : People(name, age)
{
}
};
class Student : public People
{
public:
Student(string name, int age) : People(name, age)
{
}
};
class Doctor : public Teacher, public Student
{
public:
Doctor(string name, int age) : Teacher(name, age), Student(name, age)
{
}
};
int main()
{
Doctor d("Tom", 29);
//d.print();
d.Teacher::print();
d.Student::print();
return 0;
}
由于 Teacher 和 Student 都是 People 的子類，是以 Teacher 和 Student 都有成員變量 m_name，int m_age，都有成員函數 print()。
Doctor 是 Teacher 和 Student 的子類，是以 Doctor 中有兩個 m_name 變量，兩個 m_age 變量，兩個 print() 函數，我們使用 d.print() 調用時，編譯器并不知道我們調用的是哪一個函數，需要用作用于限定符指明哪一個函數才行。
3.1 虛繼承解決資料備援
當多重繼承關系出現閉合時産生資料備援的問題
解決方案：虛繼承
- 虛繼承能夠解決資料冗問題
- 中間層父類不再關心頂層父類的初始化
- 最終子類必須直接調用頂層父類的構造函數
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class People
{
string m_name;
int m_age;
public:
People(string name, int age)
{
m_name = name;
m_age = age;
}
void print()
{
cout << "Name = " << m_name << ", "
<< "Age = " << m_age << endl;
}
};
class Teacher : virtual public People // 虛繼承
{
public:
Teacher(string name, int age) : People(name, age)
{
}
};
class Student : virtual public People // 虛繼承
{
public:
Student(string name, int age) : People(name, age)
{
}
};
class Doctor : public Teacher, public Student
{
public:
// 最終子類必須直接調用頂層父類的構造函數
Doctor(string name, int age) : Teacher(name, age), Student(name, age), People(name, age)
{
}
};
int main()
{
Doctor d("Tom", 33);
d.print();
return 0;
}
使用虛繼承，最終子類直接調用頂層父類的構造函數，解決了資料備援的問題。
$ g++ 38-2.cpp -o 38-2
$ ./38-2
Name = Tom, Age = 29
在架構設計時我們并不知道後面的代碼會不會有多繼承，是以我們并不知道是否應該使用虛繼承，而且，需要直接調用頂層父類的構造函數，查找頂層父類效率低下。現在軟體很少使用多重繼承了。
4 小結
1、C++支援多重繼承的程式設計方式
2、多重繼承的問題
- 可能出現同一個對象位址不同的情況
- 虛繼承可以解決資料備援的問題
- 虛繼承使得架構設計可能出現問題