【C/C++】菱形继承问题

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专栏：c语言之路重点知识整合

【c语言】全部知识点总结

一、什么是菱形继承

菱形继承是一种多重继承的特殊情况。当一个类从两个或多个基类派生，而这些基类又有共同的基类时，就形成了菱形继承结构。

class Base
{
public:
    int value;
    void fun();
};

class Derived1 : public Base 
{
};

class Derived2 : public Base 
{
};

class Derived3 : public Derived1, public Derived2
{
};

Derived3类通过Derived1和Derived2间接继承了Base类

二、菱形继承带来的问题

数据冗余和二义性

1. 由于Derived3继承了Derived1和Derived2，而它们又都继承自Base，这可能导致Derived3中存在两份Base类的数据成员
2. 当访问Base类中的成员时，会产生二义性。例如，如果在Derived3中访问 value 成员，编译器无法确定应该使用从Derived1继承的 value 还是从Derived2继承的 value

三、解决菱形继承问题的方法——虚继承

为了解决菱形继承带来的问题，C++引入了虚继承的概念。虚继承使得在多重继承中，公共基类在派生类中只存在一份实例
使用虚继承：

class Base 
{
public:
    int value;
    void fun();
};

class Derived1 : virtual public Base 
{
};

class Derived2 : virtual public Base
{
};

class Derived3 : public Derived1, public Derived2 
{
};

Derived1和Derived2都以虚继承的方式继承自Base

Derived3中只会有一份Base类的实例，避免了数据冗余和二义性问题。

四、虚继承的原理和实现机制

虚继承通过在派生类的对象布局中插入一个指向虚基类表的指针来实现

虚基类表中存储了虚基类在对象中的偏移量等信息，使得在访问虚基类成员时能够正确地定位到唯一的实例。
当使用虚继承时，编译器会在派生类的构造函数中初始化虚基类
这确保了虚基类的构造函数只被调用一次，无论继承层次有多深。