c++中菱形继承中出现的问题和虚继承虚基类使用

目录

• 普通继承关系的菱形继承如下
• 虚基类
• 虚继承
• 利用虚继承解决,保存多份不同成员变量的问题

普通继承关系的菱形继承如下

基类Person被public继承以后会生成2份成员变量,再给孙子类的会保存,代码如下,通过代码能看到,孙子类的FarmerWorker的 3个age的内存地址不同,这个不是我们想要的结果.我们想要的结果是基类Person里面的成员变量age在子类和孙子类中都只保存一份.

#include <iostream>
using namespace::std;
class Person{
public:
    int age;
};
class Farmer:public Person{
public:
    void farm(){
        cout<< "农民种地"<<endl;
    }
};
class Worker:public Person{
public:
    
    void work() {
        cout<< "工人工作"<<endl;
    }
};
class FarmerWorker:public Farmer, public Worker {
    //农名工继承Farmer和worker,同事拥有2个类的方法
public:
    int age;
    void hardWork(){
        cout <<"农名工努力工作"<<endl;
    }
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    FarmerWorker fw = FarmerWorker();
    fw.Farmer::age = 10;//2个父类都有同名的成员age,通过命名空间区分.这个不是我们想要的结果,因为这个age都是从Person继承过来的.希望只得到一份age,而不是2份.解决方法是把Worker和Farmer都虚继承 Person,看后面的代码
    fw.Worker::age = 11;
    fw.age = 12;
    cout<< &fw.age <<endl; //普通的菱形继承,基类产生的成员变量被2个子类继承以后,到孙子类再继承,变成了不同的成员变量
    cout<< &fw.Farmer::age <<endl;
    cout<< &fw.Worker::age <<endl;
    cout << sizeof(fw) <<endl;
}

           

虚基类

继承关键字前面添加 virtual 就是虚继承 ,被虚继承的类,叫虚基类,例如下图Person被2个类虚继承, Person就是虚基类

虚继承

用virtual 关键字修饰的继承方式是虚继承,继承原理如下面图和代码所示.继承的成员变量只保存一份,而不是被保存多份.生成虚表

利用虚继承解决,保存多份不同成员变量的问题

先不要管图中虚表的问题,只看2个子类Farmer和Worker通过virtual关键字继承以后变成了虚继承,这样,内存空间中只保存了一份age成员变量,到了孙子类的继承也是只有一份age.这个就能解决我们要的,只保存一份基类成员变量的问题.

上面图的代码如下,代码证明到孙子类的FarmerWorker里面的3个age地址相同,只保存了一份age,问题解决.

#include <iostream>
using namespace::std;
class Person{ //虚基类,因为被2个类虚继承
public:
    int age;
//    int age2;
//    int age3;
    void show(){
        cout << "Person::show()"<<endl;
    }
};
class Farmer: virtual public Person{
public:
    int money;
    void farm(){
        cout<< "农民种地"<<endl;
    }
};
class Worker: virtual public Person{ //virtual关键字 虚继承,被继承的基类,成员变量只保存一份,放在内存最后
public:
    int Id;
    void work() {
        cout<< "工人工作"<<endl;
    }
};
class FarmerWorker:public Farmer, public Worker {
    //农名工继承Farmer和worker,同事拥有2个类的方法
public:
    void hardWork(){
        cout <<"农名工努力工作"<<endl;
    }
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
    FarmerWorker fw = FarmerWorker();
    fw.age = 10;
    fw.Farmer::age = 20;
    fw.Worker::age = 30;
    cout<< "fw.age=" <<fw.age<<endl;
    cout<< "fw.Farmer::age=" <<fw.Farmer::age<<endl;
    cout<< "fw.Worker::age=" <<fw.Worker::age<<endl;
    cout << &fw.age << endl <<&fw.Farmer::age <<endl<< &fw.Worker::age<<endl;
    //虚继承以后3个age地址都是一样的,因为成员变量age是从虚基类里面继承过来的,只生成了一份
    /*
     fw中的的内存中布局如下
     Farmer的虚表地址
     Farmer的money
     Worker的虚表
     Worker的Id
     Person的age 4
     */
    cout << sizeof(fw) <<endl;
}