多重继承与虚拟继承

为什么要引入虚拟继承

    虚拟继承是多重继承中特有的概念。虚拟基类是为解决多重继承而出现的。如:类D继承自类B1、B2，而类B1、B2都继承自类A，因此在类D中两次出现类A中的变量和函数。这样一个类D的对象在访问继承的类A中的成员时就会出现二义性问题。如下面程序：

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
protected:
    int a;

public:
    A(int m=1)
    {
        a = m;
        cout << "class A " << a << endl;
    }

};

class B:public A
{
public:
    B(int m=2):A(m)
    {
        cout << "class B " << a << endl;
    }
};


class C:public A
{
public:
    C(int m=3):A(m)
    {
        cout << "class C " << a << endl;
    }
};

class D:public B, public C
{
public:
    D(int m = 100):B(m)
    {
        cout << "class D " << a << endl;
        cout << "class D " << a << endl;
    }
};

int main()
{
    D d;
}

        编译时报错43: error: reference to ‘a’ is ambiguous。这是因为所有A的成员在D中都是成对出现的。这时就需要用到虚继承来解决这种二义性。将B、C对A的继承定义为虚拟继承就可以了。

通过下面四种情况来说明虚继承与非虚继承的区别： 

第一种情况：

class a
{
	virtual void func();
}

class b:public virtual a
{
	virtual void foo();
}

第二种情况：

class a
{
	virtual void func();
}

class b:public a
{
	virtual void foo();
}

第三种情况：

class a
{
	virtual void func();
	char x;
}

class b:public virtual a
{
	virtual void foo();
}

第四种情况：

class a
{
	virtual void func();
	char x;
}

class b:public a
{
	virtual void foo();
}

如果对这四种情况分别求sizeof(a）,sizeof(b)。结果是什么样的呢？下面是输出结果：（在vc6.0中运行）
第一种：4，12 
第二种：4，4
第三种：8，16
第四种：8，8

 

注：上述各类中的各成员在内存中排列顺序未必为图中所示。

例二

#include <iostream>
using namespace std;

class B
{
public:
    int i;
    virtual void vB(){cout<<"B::vB"<<endl;}
    void fB(){cout<<"B::fB"<<endl;}
};

class D1 : virtual public B
{
public:
    int x;
    virtual void vD1(){cout<<"D1::vD1"<<endl; }
    void fD1(){cout<<"D1::fD1"<<endl;}
};

class D2 : virtual public B
{
public:
    int y;
    void vB(){cout<<"D2::vB"<<endl;}
    virtual void vD2(){cout<<"D2::vD2"<<endl;}
    void fD2(){cout<<"D2::fD2"<<endl;}
};

class GD : public D1,public D2
{
public:
    int a;
    void vB(){cout<<"GD::vB"<<endl;}
    void vD1(){cout<<"GD::vD1"<<endl;}
    virtual void vGD(){cout<<"GD::vGD"<<endl;}
    void fGD(){cout<<"GD::fGD"<<endl;}
};

2）类图：

3）内存结构：

基类B：

vfptrB

(指向B::fB()，B::vB())

int i

类D1虚继承B：

vfptrD1

(指向D1::fD1(), D1::vD1())

vbptrD1

int x

vfptrB

(指向B::fB()，B::vB())

int i

类D2虚继承B：

vfptrD2

(指向D2::fB(), D2::fD2(), D2::vD2())

vbptrD2

int y

vfptrB

(指向B::fB()，B::vB())

int i

类GD多重继承D1，D2（不是虚继承）：

vfptrD1

(指向D1::fD1(), GD::vD1()，GD::fGD(), GD::vGD())

vbptrD1

int x

vfptrD2

(指向GD::fB(), D2::fD2(), D2::vD2())

vbptrD2

int y

vfptrB

(指向GD::fB()，B::vB())

int i

Int a

 所以sizeof(GD)=9*4=36个字节。