虚继承和基类的基类

Question

虚继承和基类的基类

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考虑以下代码：

class A {
};

class B : public A {
};

class C : public B{ 
    public:
    C() : A() {}  // ERROR, A is not a direct base of B
};

在这种情况下，GCC（4.8.1，C++99）会给出正确的错误信息（我理解这种行为）： prog.cpp:12:8: error: type ‘a’ is not a direct base of ‘c’

然而，如果b和a之间的继承是虚拟的，则不会发生这种情况：

class A {
};

class B : virtual public A {
};

class C : public B{
    public:
    C() : A() {}  // OK with virtual inheritance
};

为什么这样可以运行呢？编译器现在会把A看作是C的直接基类吗？

- Michael

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不是，但最派生的类会构建一个虚基类。 - T.C.

3个回答

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为什么这样可以工作？

根据标准（FIDS中的10.1.4），“对于每个指定为虚拟的不同基类，最派生的对象应该包含一个该类型的单个基类子对象”。

虚拟基类在从它派生的所有类之间共享对象的实例。由于构造函数只能为给定对象的实例调用一次，因此必须在最派生类中显式调用构造函数，因为编译器不知道多少类共享虚拟基类。这是因为编译器将从最基类的构造函数开始，并工作到最派生类。直接继承虚拟基类的类将不会按照标准调用其虚拟基类的构造函数，因此必须显式调用该函数。

- ravi

为什么你说继承自虚基类的类不会调用基类的构造函数？在我看来，你不需要显式地调用它 :?。http://coliru.stacked-crooked.com/a/ac1ca38005a848d3 - mip

@doc 如果有默认构造函数，则不需要显式实例化它，但它负责实例化：如果在您的构造函数中使用默认构造函数，则无论其他父项中实例化了什么，都会使用该构造函数。 - IdeaHat

@IdeaHat 我不否认你所说的，但是1）默认构造函数是一种构造函数，因此句子“继承...的类将不会调用其虚基类的构造函数...”在我看来没有太多意义（我可能知道ravi的意思，但这并不精确）2）看看OP的问题。他提供了一个只有默认构造函数的代码，所以我是在这个上下文中阅读答案的。 - mip

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来自N3337，12.6.2

初始化基类和成员

在类的构造函数定义中，可以通过ctor-initializer指定直接和虚拟基类子对象以及非静态数据成员的初始化器，其形式为：

也许有更好版本的标准可以验证这一点。

- mip

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- IdeaHat · Accepted Answer

一般来说，这是C++试图解决菱形继承问题的方式http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_inheritance#The_diamond_problem（它是否是一个好的或者坏的解决方案留给读者自己思考）。

所有的继承都是is-a和has-a关系的组合...你必须实例化父类。如果你有以下类：

class a;
class b : a;
class c : a;
class d : b,c;

然后你为每个b和c实例化了一个a。d将不知道使用哪个a。

C++通过允许虚拟继承来解决这个问题，这是一种高开销的继承方式，如果在d中继承b和c，则允许它们共享同一个a（比这更复杂，但你可以自己阅读相关资料）。

链中最派生的类型需要能够覆盖共享类的实例化，以控制共享类在父类中继承的差异。以下是一个示例：

class a {int x; public: a(int xx) {x=xx;} int get_x() {return x;}};
class b : public virtual a { public: b(): a(10){}};
class c : public virtual a { public: c(): a(15){}};
class d : public virtual b, public virtual c {public: d() : a (20) {}};
int main() {
    d dd;
    std::cout << dd.get_x() << std::endl;//20, d's constructor "wins"
    return 0;
}

如果d没有定义a的实例化方式，它将会有与b和c中的实例化冲突的定义。C++通过强制继承链中最派生的类来实例化所有父类来处理这个问题（如果d没有明确实例化a，则上述代码会出错，但是如果a提供了默认构造函数，则可以隐式使用），并忽略所有父级实例化。