C++ 虚继承和虚继承

C++ 虚继承和虚继承

虚继承是在多继承中为了解决冲突而技术。学术一点来说，是指一个指定的基类，在继承体系结构中，将其成员数据实例共享给也从这个基类直接或间接派生的其他类。

虚继承非常有用，可以避免多继承的歧义和多重拷贝。

为什么需要虚继承？

考虑有如下继承结构。

B和C继承A，D多继承B、C，我们看以下代码。

class A {
public:
	virtual void sayHi();
};

class B :public A {
public:
	virtual void onlyB();
};

class C :public A {
public:
	virtual void onlyC();
};

class D :public B, public C {

};

到这里，可能聪明的读者已经看出来有什么问题了。如果我们对D进行实例化。

D d;
A& a = d;

这么写的话，编译器会无情的报错。例如VS2019就会说这是一种不明确的转换。没错，因为按照上面的定义，D是一个有歧义的类。因为D间接地继承了两次A（B继承了，C继承了，D又继承了B和C），所以所有的D对象就会有两个不同的由A派生的派生对象（B和C）。因此，尝试直接对其进行引用，编译器会一头雾水，这个引用到底是想指向哪个A啊？究竟是 B::A 还是 C::A ？所以这样是不对的。

当然，我们可以使用static_cast进行强制类型转换，但是这不是我们今天学习的目标。

我们可以看到，我们不需要两个A，不需要A被继承两次。我们只是需要一个层次结构来说明A、B、C、D之间的关系。假如A是职业，B是销售，C是经理，我们仅仅想表示D是一个销售经理。而不意味着D是两个A，销售经理是一种职业而不是两种职业。而且从上面这个特殊的例子来看，B和C并没有重载sayHi()这个函数，sayHi()继承到D这里仍是之前那套运作规律，所以我们也不需要两份一模一样的sayHi()。

于是，虚继承便横空出世来解决这个问题了。

虚继承

我们如果这么声明继承，

class A {
public:
	virtual void sayHi();
};

// virtual
class B :public virtual A {
public:
	virtual void onlyB();
};

class C :virtual public A {
public:
	virtual void onlyC();
};

class D :public B, public C {

};

如果在继承的类之前加上一个virtual关键词，代表该继承是虚继承。这样 B::A 和 C::A 现在是一个A了。这样，D中有且仅有一个共享的A。相当于间接派生类D直接穿透它的基类B和C，直接继承了A。这样，如果再创建A对D的引用，也不会有歧义了。因为只存在一种可以转换路径，那就是直接由A到D。

这个A就是所说的虚基类。由于虚基类是多个派生类共享的基类，因此必须明确到底谁来初始化这个虚基类。C++标准规定，由最后派生的类来初始化虚基类。因此，对于间接继承了虚继类的类，也必须能直接访问虚继承来的祖先类，能够访问其虚函数表。

例如，之前的例子当中，B和C、D的构造函数初始化列表中都可以给出虚基类的初始化，但是只能由D的构造函数执行虚基类的初始化。