虚拟继承混淆

Question

我正在阅读关于继承的内容,我有一个我几个小时都无法解决的重大问题:

鉴于一个类Bar是一个具有virtual函数的类,

class Bar
{
    virtual void Cook();
};

有什么不同:

class Foo : public Bar
{
    virtual void Cook();
};

和

class Foo : public virtual Bar
{
    virtual void Cook();
};

？谷歌搜索和阅读的时间提供了大量有关其用途的信息,但实际上没有人告诉我两者之间有什么区别,只是让我更加困惑.

Answer 1

功能明智,两个版本之间没有太大区别.对于virtual继承的情况,每个实现通常都会添加一个(vptr类似)指针(与virtual函数的情况相同).这有助于避免由于多重继承而生成多个基类副本(钻石继承问题)

此外,virtual继承委托调用其基类的构造函数的权限.例如,

class Bar;
class Foo : public virtual Bar
class Other : public Foo  // <--- one more level child class

所以,现在Bar::Bar()将直接调用Other::Other(),也将放在其他基类中的第一位.

此委派功能有助于final class在C++ 03 中实现(在Java中)功能:

class Final {
  Final() {}
  friend class LastClass;
};

class LastClass : virtual Final {  // <--- 'LastClass' is not derivable
...
};

class Child : public LastClass { // <--- not possible to have object of 'Child'
};

Answer 2

仅当类要继承自 时，虚拟继承才相关 Foo。如果我定义以下内容：

class B {};
class L : virtual public B {};
class R : virtual public B {};
class D : public L, public R {};

那么最终的对象将只包含 的一份副本B，由 L和共享R。如果没有virtual，类型的对象D将包含 的两份副本B，一份 in L，一份 in R。

有一些争论认为所有继承都应该是虚拟的（因为在它产生影响的情况下，这正是您大多数时候想要的）。然而，实际上，虚拟继承是昂贵的，并且在大多数情况下是不必要的：在一个设计良好的系统中，大多数继承只是从一个或多个“接口”继承的具体类；这样的具体类通常不会被设计为从自身派生，因此没有问题。但也有一些重要的例外：例如，如果您定义一个接口，然后对该接口进行扩展，则扩展应该从基本接口虚拟继承，因为具体实现可能需要实现多个扩展。或者，如果您正在设计 mixins，其中某些类仅实现接口的一部分，而最终类继承自其中的几个类（接口的每个部分一个）。最后，是否虚拟继承的标准并不太难：

• 如果继承不是公共的，它可能不应该是虚拟的（我从未见过例外），否则

• 如果该类没有设计为基类，则不需要虚拟继承，否则

• 继承应该是虚拟的。

有一些例外，但上述规则在安全方面是错误的；即使在不需要虚拟继承的情况下，虚拟继承通常也是“正确的”。

最后一点：虚拟基必须始终由最派生的类初始化，而不是直接继承的类（并声明继承是虚拟的）。然而，在实践中，这不是问题。如果您查看虚拟继承有意义的情况，您会发现它始终是从接口继承的情况，该接口不包含任何数据，因此（仅）有一个默认构造函数。如果您发现自己实际上从具有带参数的构造函数的类继承，那么是时候提出一些有关设计的严肃问题了。