柚子快報(bào)邀請碼778899分享：C++語法——詳解虛繼承

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目錄

一.什么是虛繼承

二.虛繼承原理

三.虛繼承使用注意事項(xiàng)

一.什么是虛繼承

所謂虛繼承（virtual）就是子類中只有一份間接父類的數(shù)據(jù)。該技術(shù)用于解決多繼承中的父類為非虛基類時(shí)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)冗余問題，即菱形繼承問題。

小編用一張圖來表述一下：

如果是下圖這種非虛繼承，那么D類中就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè) int a，當(dāng)我們用D實(shí)例化對象調(diào)用a時(shí)，編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)榘l(fā)生了混淆。除非指定類域B或C。當(dāng)然指定A也可以，因?yàn)槟J(rèn)會(huì)從第一個(gè)父類中找。

?此時(shí)，D的實(shí)例化對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

而當(dāng)我們使用虛繼承時(shí)，結(jié)構(gòu)是下圖這樣，D中只有一份父類A，當(dāng)我們調(diào)用A中數(shù)據(jù)時(shí)，并不會(huì)發(fā)生冗余。

?此時(shí)，D對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)是這樣：

二.虛繼承原理

在上圖中，父類數(shù)據(jù)并不存放在虛繼承的子類中，那么子類怎么找到父類數(shù)據(jù)呢？

——在虛繼承的類中，會(huì)定義一個(gè)虛基表指針vbptr，指向虛基表。

而虛基表中會(huì)存在偏移量，這個(gè)量就是表的地址到父類數(shù)據(jù)地址的距離。

我們可以通過調(diào)試，找到虛基表指針和虛基表：

首先，我們?yōu)槊恳粋€(gè)數(shù)據(jù)賦值，以便觀察：

?之后，調(diào)用監(jiān)視，查看d對象地址和d中a數(shù)據(jù)地址：

?再通過d的地址查看內(nèi)存窗口，看d中內(nèi)存分布：

由此我們可以分析得到對象d及其內(nèi)部父類的內(nèi)存布局：

在這個(gè)我們可能會(huì)有個(gè)疑問，那這B和C中兩個(gè)是什么呢？

?這就是虛基表指針！

再通過內(nèi)存窗口，查看一下虛基表指針指向的地址，根據(jù)我們的了解應(yīng)該就是虛基表，而其中存有偏移量：

?而偏移量，就是虛基表指針地址到父類數(shù)據(jù)地址的距離，這里以b中虛基表為例：

到這里我們就能解釋一個(gè)問題：為什么bptr和cptr能夠找到并不位于自己內(nèi)部的變量a?

因?yàn)閎ptr和cptr都對d進(jìn)行了切片，當(dāng)各自尋找變量a時(shí)，會(huì)從自身的虛基表指針中找到虛基表，通過虛基表的偏移量找到變量a的地址，從而找到了變量a。?

畫圖解釋就是這樣：

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三.虛繼承使用注意事項(xiàng)

當(dāng)使用虛繼承的時(shí)候，需要注意，虛繼承只有在多繼承時(shí)才有用。也就是說如果只有一層繼承關(guān)系或者是單繼承都將不起作用。

因?yàn)樘摾^承是保證子類中只有一個(gè)間接父類，說簡單一點(diǎn)就是虛繼承只能在隔代繼承中起作用。

比如下面兩種情況即便虛繼承也沒有意義：

（1）是因?yàn)殡m然虛繼承產(chǎn)生了虛基表和指針，但是class B并沒有子類，而虛繼承是用以保證子類只有一個(gè)間接父類class A。當(dāng)然話說回來，就算有子類、哪怕多個(gè)子類，也都體現(xiàn)不出虛繼承，因?yàn)樘摾^承要求同一個(gè)子類的多個(gè)父類繼承自同一個(gè)間接父類，而該例只有一個(gè)父類class B。

（2）是因?yàn)殡m然class C虛繼承了class B，但是class B是class A的非虛繼承，那么B中就會(huì)有一份A。而class D對A是虛繼承，就導(dǎo)致E在實(shí)例化時(shí)會(huì)存放一個(gè)對D而言公共的A。這樣E中還是存放了兩個(gè)A。調(diào)用變量時(shí)還是會(huì)混淆。

這樣說可能還有些難懂，那換個(gè)說法，class B中沒有虛基表指針，而D中有虛基表指針，當(dāng)E從D調(diào)用int a時(shí)會(huì)從虛基表指針找到公共區(qū)域的A，而E從B中找只會(huì)在B的區(qū)域內(nèi)找到int a。

畫圖表示E內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是這樣：

?正確的繼承關(guān)系應(yīng)該是當(dāng)class A的子類繼承時(shí)，都是虛繼承，這才能保證當(dāng)有像class E這樣的間接子類定義時(shí)，class在其中都只會(huì)在公共區(qū)域有一份。對本例來說即class B是虛繼承。

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只有兩種編程語言:一種是天天挨罵的,另一種是沒人用的——Bjarne Stroustrup（C++之父）

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