我试图更好地理解虚拟继承的概念,以及它的危险性。
我在另一篇文章(Why is Default constructor called in virtual inheritance?)中读到它(=虚拟继承)改变了构造函数调用的顺序("祖母"首先被调用,而没有虚拟继承它没有' ; t)的
所以我尝试了以下内容,看看我有了这个想法(VS2013):
#define tracefunc printf(__FUNCTION__); printf("\r\n")
struct A
{
A(){ tracefunc; }
};
struct B1 : public A
{
B1(){ tracefunc; };
};
struct B2 : virtual public A
{
B2() { tracefunc; };
};
struct C1 : public B1
{
C1() { tracefunc; };
};
struct C2 : virtual public B2
{
C2() { tracefunc; };
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
A* pa1 = new C1();
A* pa2 = new C2();
}
输出结果为:
A::A
B1::B1
C1::C1
A::A
B2::B2
C2::C2
这不是我的预期(我预计2个班级的顺序会有所不同)。
我错过了什么?有人可以解释或指导我更好地解释它吗?
谢谢!
答案 0 :(得分:2)
在您的示例中,您的输出是预期的。 Virtual inheritance
在实例中发挥作用,当你有一个具有多重继承的类时,其父类也从相同的类/类型继承(即"钻石问题")。在您的示例中,您的类可能设置为虚拟继承(如果代码中的其他位置需要),但它们不一定是“虚拟继承”。基于您的示例,因为所有派生类(B1/B2/C1/C2
)都不会直接从A
继承。
为了扩展,我已经调整了你的例子来解释一下:
#include <cstdio>
#define tracefunc printf(__FUNCTION__); printf("\r\n")
struct A
{
A() { tracefunc; }
virtual void write() { tracefunc; }
virtual void read() { tracefunc; }
};
struct B1 : public A
{
B1() { tracefunc; };
void read(){ tracefunc; }
};
struct C1 : public A
{
C1() { tracefunc; };
void write(){ tracefunc; }
};
struct B2 : virtual public A
{
B2() { tracefunc; };
void read(){ tracefunc; }
};
struct C2 : virtual public A
{
C2() { tracefunc; };
void write(){ tracefunc; }
};
// Z1 inherits from B1 and C1, both of which inherit from A; when a call is made to any
// of the base function (i.e. A::read or A::write) from the derived class, the call is
// ambiguous since B1 and C1 both have a 'copy' (i.e. vtable) for the A parent class.
struct Z1 : public B1, public C1
{
Z1() { tracefunc; }
};
// Z2 inherits from B2 and C2, both of which inherit from A virtually; note that Z2 doesn't
// need to inherit virtually from B2 or C2. Since B2 and C2 both virtual inherit from A, when
// they are constructed, only 1 copy of the base A class is made and the vtable pointer info
// is "shared" between the 2 base objects (B2 and C2), and the calls are no longer ambiguous
struct Z2 : public B2, public C2
{
Z2() { tracefunc; }
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
// gets 2 "copies" of the 'A' base since 'B1' and 'C1' don't virtually inherit from 'A'
Z1 z1;
// gets only 1 "copy" of 'A' base since 'B2' and 'C2' virtualy inherit from 'A' and thus "share" the vtable pointer to the 'A' base
Z2 z2;
z1.write(); // ambiguous call to write (which one is it .. B1::write() (since B1 inherits from A) or A::write() ?)
z1.read(); // ambiguous call to read (which one is it .. C1::read() (since C1 inherits from A) or A::read() ?)
z2.write(); // not ambiguous: z2.write() calls C2::write() since it's "virtually mapped" to/from A::write()
z2.read(); // not ambiguous: z2.read() calls B2::read() since it's "virtually mapped" to/from A::read()
return 0;
}
虽然它可能很明显&#34;对于我们人类,我们打算在z1
变量的情况下调用,因为B1
没有write
方法,我会&#34;期待&#34 ;编译器选择C1::write
方法,但由于对象的内存映射如何工作,它会出现问题,因为A
对象中C1
的基本副本可能有不同的信息(指针/引用/句柄)而不是A
对象中B1
库的副本(因为技术上有A
个基础的2个副本);因此,对B1::read() { this->write(); }
的调用可能会产生意外行为(虽然未定义)。
基类说明符上的virtual
关键字明确表示其他几乎从相同基类继承的类,只能获得基类型的1个副本。
请注意,上述代码无法编译,编译错误解释了对z1
对象的模糊调用。如果您注释掉z1.write();
和z1.read();
行,则输出(至少对我而言)如下:
A::A
B1::B1
A::A
C1::C1
Z1::Z1
A::A
B2::B2
C2::C2
Z2::Z2
C2::write
B2::read
请注意构建A
之前A::A
ctor(Z1
)的2次调用,而Z2
只有1次调用A
构造函数。
我建议阅读the following on virtual inheritance,因为它更深入地注意到其他一些需要注意的陷阱(就像虚拟继承的类需要使用初始化列表来进行基类ctor调用一样,或者在进行这种类型的继承时,你应该避免使用C风格的强制转换。)
它还解释了您最初使用构造函数/析构函数命令提到的内容,更具体地说明了在使用多个虚拟继承时如何完成排序。
希望能帮助澄清一些事情。
答案 1 :(得分:1)
编译器的输出是正确的。实际上,这是关于虚拟继承的目标。虚拟继承旨在解决多重继承中的“钻石问题”。例如,B继承自A,C继承自A,D继承自B,C。图如下:
A
| |
B C
| |
D
因此,D有两个来自B和C的实例A.如果A有虚函数,则存在问题。
例如:
struct A
{
virtual void foo(){__builtin_printf("A");}
virtual void bar(){}
};
struct B : A
{
virtual void foo(){__builtin_printf("B");}
};
struct C : A
{
virtual void bar(){}
};
struct D : B, C
{
};
int main()
{
D d;
d.foo(); // Error
}
如果我使用我的xlC编译器编译并运行:
xlC -+ a.C
错误信息是这样的:
a.C:25:7: error: member 'foo' found in multiple base classes of different types
d.foo(); // Error
^
a.C:9:18: note: member found by ambiguous name lookup
virtual void foo(){__builtin_printf("B");}
^
a.C:3:18: note: member found by ambiguous name lookup
virtual void foo(){__builtin_printf("A");}
^
1 error generated.
Error while processing a.C.
错误信息非常清楚,成员'foo'在不同类型的多个基类中找到。如果我们添加虚拟继承,问题就解决了。因为A的构造权由D处理,所以有一个A的实例。
回到你的代码,继承图是这样的:
A A
| |
B1 B2
| |
C1 C2
没有'钻石问题',这只是单一的继承。因此,构造顺序也是A-> B2-> C2,输出没有区别。
答案 2 :(得分:0)
您无法看到输出中的任何差异,因为以下任何类级别的输出都是相同的:
Hiearchy 1
class A {};
class B2 : virtual public A {};
class C2 : virtual public B2 {};
Hiearchy 2
class A {};
class B2 : public A {};
class C2 : virtual public B2 {};
Hiearchy 3
class A {};
class B2 : virtual public A {};
class C2 : public B2 {};
Hiearchy 3
class A {};
class B2 : public A {};
class C2 : public B2 {};
在所有这些情况下,A::A()
将首先执行,然后是B2::B2()
,然后是C2::C2()
。
它们之间的区别在于A::A()
何时被调用。它是从B2::B2()
还是C2::C2()
调用的?
我对 Hiearchy 1 的回答并非100%明确。我认为B2::B2()
应该从C2::C2
调用,因为B2
是C
的虚拟基类。应该从A::A()
调用B2:B2()
,因为A
是B2
的虚拟基类。但我确切的顺序可能是错的。
在层次结构2 中,A::A()
将从B2::B2()
调用。由于B2
是virtual
的{{1}}基类,C2
会从B2::B2()
调用C2::C2()
。由于A
是B2
的正常基类,A::A()
会从B2::B2()
调用A::A()
。
在层次结构2 中,C2::C2()
将从A
调用。由于A::A()
是虚拟基类,因此从C2::C2()
调用B2::B2()
。在A::A()
的调用完成后调用A::A()
。
在层次结构4 中,B2::B2()
将从#include <iostream>
class A
{
public:
A(char const *from) { std::cout << "Called from : " << from << std::endl; }
};
class B2 : virtual public A
{
public:
B2() : A("B2::B2()") {}
};
class C2 : virtual public B2
{
public:
C2() : A("C2::C2()") {}
};
int main()
{
C2 c;
}
调用。我认为这个案子不需要解释。
为澄清我对 Hiearchy 1 的疑虑,我使用了以下程序:
Called from : C2::C2()
我得到了以下输出:
A::A()
这证实了@ T.C在评论中指出的内容,这与我的预期不同。 C2::C2
来自B2::B2
,而不是来自Array
(
[0] => Array
(
[NumberRenamed] => 2
[TopicName] => Contacts
[UpperLevelNumberRenamed] => 0
)
[1] => Array
(
[NumberRenamed] => 3
[TopicName] => Legal services
[UpperLevelNumberRenamed] => 1
)
[2] => Array
(
[NumberRenamed] => 1
[TopicName] => Services
[UpperLevelNumberRenamed] => 0
)
[3] => Array
(
[NumberRenamed] => 4
[TopicName] => Accounting services
[UpperLevelNumberRenamed] => 1
)
)
。