二义性和C++消除二义性

1.二义性

       二义性的定义是：“如果文法G中的某个句子存在不只一棵语法树，则称该句子是二义性的。如果文法含有二义性的句子，则称该文法是二义性的。”（该定义来自于百度百科）用通俗的话讲，如果一句话或者一个符号具有两种以上的解释和含义，就说明该话或者符号具有二义性。二义性意味着含义不清和不明确。

       在计算机语言中，如果语言具有二义性，必须消除二义性，才能使程序正常运行。 

2.C++消除二义性

       C++中消除二义性的过程主要包括：1）重载消除二义性；2）和C语言混编消除二义性；3）多继承消除二义性。

1）重载消除二义性

       重载是C++等面向对象语言区别于C语言等纯面向过程语言的主要特性之一（随不是面向对象语言的三大特性之一）。泛型编程依赖于重载；作为静态多态的特性也依赖于重载。

       重载之所以能成功，是因为C++通过C++编译器，把同名函数转为不同的函数。也就是说，重载的同名函数，最终还是不同的函数。

       C++编译器在编译的时候，编译的规则如下：把同名函数，如void test() 和  void test(int),分别改为test()或_test 和 test(int) 或_test_int。       

void test(); //在编译器中改为test() 或 _test
void test(int); //在编译器中改为test(int) 或 _test_int
           

       这种改名方法，让C++可以重载同名函数。

       顺便说一下重载的意义：

       1）C++是一种强类型的语言，C++要保证类型的强制性；

       2）C++是一种面向对象语言，面向对象语言要使语言和抽象设计更加符合，和人类实际语言更加贴切；

       3）基于上面两个原则，重载才会存在。

2）C++和C混编消除二义性

        C++全部兼容了C语言的所有特性，C++是C语言的超集。但C++和C语言混编的时候，会出现各种问题。因为C语言本身不支持重载和多态，C语言的函数不存在改名或者始终是一个函数。这就会造成一个问题，如果C程序和C++混编，存在二义性问题。

       严格来说，C和C++混编的二义性，不是C程序造成的，而是C++对原来的纯C函数进行了改名。改名以后，原来的C程序找不到原来的函数，就会出现问题。

       为了避免该类问题，C++和C程序混编的时候，采用的方法是：C程序编译的时候，采用C语言的规则，并让C++编译器知道这部分程序是C语言的，并用C方法对C程序进行编译。

       使用方法为：使用extern "C"方法，让程序明白采用了C函数。通用规则如下;

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

.......



#ifdef __cplusplus
}
#endif
           

3）多继承消除二义性

       C++支持多重继承，多重继承带来了便利，也带来了各种麻烦。（与愚蠢的C++（自嘲语，毕竟我靠C++吃饭这么长时间）相比，JAVA就避免了多重继承这个特性，并避免了这个麻烦）

       C++的多重继承问题，最主要体现为菱形继承。即基类被多个衍生类继承，多个衍生类被同一个子类继承。这会继承的子类最后出问题，即某个实体的含义不清楚。

       菱形继承图示如下：

      这样的多重继承，在最终类D里，会无法确定成员的含义。

      为了让大家理解多重继承的二义性，举个二义性的样例：

class Grand
{
public:
    Grand();
    ~Grand();

    void fun();
};

class FatherA: public Grand
{
public:
    FatherA();
    ~FatherA();
};

class FatherB: public Grand
{
public:
    FatherB();
    ~FatherB();
};

class Son: public FatherA, public FatherB
{
public:
    Son();
    ~Son();
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Son s;
    s.fun(); //二义性，因为不能确切属于哪个成员

    return 0;
}
           

       为了消除该二义性，方法如下：

       1）多重继承采用虚继承；

       2）采用 类名称::函数，即作用域加功能方法。

4.推广

       二义性问题其实在实践中广泛存在，并不仅仅属于C++和编程。这个问题属于任何领域。在工程中，消除任何意义的二义性，显然是一个工程师都应该做的。