在复杂的多重继承层次结构中,“virtual”关键字在哪里是必需的?

您必须指定 virtual 从A、B、C和E类(位于菱形顶部)继承时的继承。

class A;
class B: virtual A;
class C: virtual A;
class D: virtual B;
class E: virtual B, virtual C;
class F: virtual C;
class G:         D, virtual E;
class H: virtual E,         F;
class I:         G,         H;

我玩了一个程序,可以帮助你研究复杂的虚拟基地。它打印下的类层次结构 I 作为一个适合作图的有向图( http://www.graphviz.org/ ). 每个实例都有一个计数器,可以帮助您理解施工顺序。程序如下:

#include <stdio.h>
int counter=0; 



#define CONN2(N,X,Y)\
    int id; N() { id=counter++; }\
    void conn() \
    {\
        printf("%s_%d->%s_%d\n",#N,this->id,#X,((X*)this)->id); \
        printf("%s_%d->%s_%d\n",#N,this->id,#Y,((Y*)this)->id); \
        X::conn(); \
        Y::conn();\
    }
#define CONN1(N,X)\
    int id; N() { id=counter++; }\
    void conn() \
    {\
        printf("%s_%d->%s_%d\n",#N,this->id,#X,((X*)this)->id); \
        X::conn(); \
    }

struct A { int id; A() { id=counter++; } void conn() {} };
struct B : A { CONN1(B,A) };
struct C : A { CONN1(C,A)  };
struct D : B { CONN1(D,B) };
struct E : B,C { CONN2(E,B,C) };
struct F : C { CONN1(F,C) };
struct G : D,E { CONN2(G,D,E) };
struct H : E,F { CONN2(H,E,F) };
struct I : G,H { CONN2(I,G,H) };
int main()
{
    printf("digraph inh {\n");
    I i; 
    i.conn(); 
    printf("}\n");
}

g++ base.cc ; ./a.out >h.dot ; dot -Tpng -o o.png h.dot ; display o.png ),我得到了典型的非虚拟基树:

添加足够的虚拟性。。。

struct B : virtual A { CONN1(B,A) };
struct C : virtual A { CONN1(C,A)  };
struct D : virtual B { CONN1(D,B) };
struct E : virtual B, virtual C { CONN2(E,B,C) };
struct F : virtual C { CONN1(F,C) };
struct G : D, virtual E { CONN2(G,D,E) };
struct H : virtual E,F { CONN2(H,E,F) };
struct I : G,H { CONN2(I,G,H) };

但如果你把所有的基地都虚拟化了:

struct A { int id; A() { id=counter++; } void conn() {} };
struct B : virtual A { CONN1(B,A) };
struct C : virtual A { CONN1(C,A)  };
struct D : virtual B { CONN1(D,B) };
struct E : virtual B, virtual C { CONN2(E,B,C) };
struct F : virtual C { CONN1(F,C) };
struct G : virtual D, virtual E { CONN2(G,D,E) };
struct H : virtual E, virtual F { CONN2(H,E,F) };
struct I : virtual G,virtual H { CONN2(I,G,H) };

你得到一颗钻石 以不同的初始化顺序 :

玩得高兴!

实际上,我会说,B和C:虚A,G和H:虚E,E:虚B和C。所有其他继承链接都可以是普通继承。不过,这个怪物要花60年才能打一个虚拟电话。

如果要确保层次结构中顶层类的对象( I 在您的例子中)只包含每个父类的一个子对象,您必须找到层次结构中具有 多个超类 上这些课 事实上的 超类的基础。就这样。

A , B , C 和 E 每次从这个层次结构中继承时都必须成为虚拟基类。

班级 D F , G 和 H 不必成为虚拟基类。

如果您希望每种类型的每个实例只有一个“物理”实例(只有一个A,只有一个B等等),那么每次使用继承时您只需要使用虚拟继承。

如果需要其中一个类型的单独实例,请使用普通继承。

编辑 :我认为A是最派生的类;)

@路德的回答很酷,但又回到了最初的问题:

你需要使用 virtual 继承从继承层次结构中至少有一个其他类继承的任何类继承时(在路德的图中,它意味着至少有两个箭头指向该类)。

在这之前没必要 D , F G H I 目前)。

但是,如果您事先不知道另一个类是否将从基类继承,则可以添加 事实上的 作为预防措施。例如,建议 Exception std::exception 只有自力更生。

正如Luther所指出的,它修改了实例化顺序(并且对性能有轻微的影响),但是我认为任何依赖于构造顺序的设计从一开始就是错误的。作为一种精确性:您仍然可以保证基类在派生类的任何属性之前初始化,因此在执行派生的构造函数体之前初始化。

一般来说,如果可以避免虚拟类,可以用一些模板替换,或者尝试以某种方式解耦。