C++多繼承的二義性問題

在多重繼承中，需要解決的主要問題是標(biāo)識符不唯一，即二義性問題。比如，當(dāng)在派生類繼承的多個(gè)基類中有同名成員時(shí)，派生類中就會出現(xiàn)標(biāo)識符不唯一的情況。

在多重繼承中，派生類由多個(gè)基類派生時(shí)，基類之間用逗號隔開，且每個(gè)基類前都必須指明繼承方式，否則默認(rèn)是私有繼承。可以通過以下3種方法解決二義性問題。

使用運(yùn)算符"::"；

使用同名覆蓋的原則；

使用虛基類；

1.使用域運(yùn)算符

如果派生類的基類之間沒有繼承關(guān)系，同時(shí)又沒有共同的基類，則在引用同名成員時(shí)，可以在成員名前面加上類名和域運(yùn)算符來區(qū)別來自不同基類的成員。

2．使用同名覆蓋的原則

在派生類中重新定義與基類中同名的成員（如果是成員函數(shù)，則參數(shù)表也要相同，否則是重載）以屏蔽掉基類中的同名成員，在引用這些同名成員時(shí)，引用的就是派生類中的成員。

#include

using namespace std;

class Base

{

public:

int x;

void show()

{

cout << "Base,x= " << x << endl;

}

};

class Derived :public Base

{

public:

int x;

void show()

{

cout << "Derived , x= " << x << endl;

}

};

int main()

{

Derived ob;

ob.x = 5;

ob.show();

ob.Base::show();

ob.Base::x = 12;

ob.Base::show();

system("pause");

return 0;

}

3．虛基類

在多重繼承中，要引用派生類的成員時(shí)，先是在派生類自身的作用域內(nèi)尋找，如果找不到再到基類中尋找。這時(shí)，如果這些基類有一個(gè)共同的基類，派生類訪問這個(gè)共同基類的成員時(shí)，就有可能由于同名成員的問題而發(fā)生二義性，此時(shí)就需要虛基類來解決。

#include

using namespace std;

class Base

{

public:

Base()

{

x = 1;

}

protected:

int x;

};

class Base1 :public Base

{

public:

Base1()

{

cout << "Base1,x= " << x << endl;

}

};

class Base2 :public Base

{

public:

Base2()

{

cout << "Base2,x= " << x << endl;

}

};

class Derived :public Base1, public Base2

{

public:

Derived()

{

cout << "Derived,x= " << x << endl;

}

};

int main()

{

Derived obj;

system("pause");

return 0;

}

上邊的代碼表面上看類Base1和類Base2是從同一個(gè)基類Base派生出來的，但是其對應(yīng)的卻是基類Base的兩個(gè)不同的復(fù)制。因此，當(dāng)派生類Derived要訪問變量x時(shí)不知從哪條路徑去尋找，從而引發(fā)二義性問題。

上述代碼對應(yīng)的類層次結(jié)構(gòu)如圖1所示，屬于非虛基類的類層次結(jié)構(gòu)。要解決該問題，需要引入虛基類，其具體的做法是將公共基類聲明為虛基類，這樣這個(gè)公共基類就只有一個(gè)拷貝，從而不會出現(xiàn)二義性問題。虛基類的類層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖 1

圖 2

3.1虛基類

虛基類的聲明是在派生類的聲明過程中進(jìn)行的，其聲明的一般形式為：

class<派生類名>：virtual <派生方式><基類名>

這種派生方式叫做虛擬繼承，虛基類關(guān)鍵字的作用范圍和派生方式與一般派生類的聲明一樣，只對緊跟其后的基類起作用。聲明了虛基類以后，虛基類的成員在進(jìn)一步的派生過程中和派生類一起維護(hù)同一個(gè)內(nèi)存拷貝。

#include

using namespace std;

class Base

{

public:

Base()

{

x = 1;

}

protected:

int x;

};

class Base1 :virtual public Base

{

public:

Base1()

{

cout << "Base1,x= " << x << endl;

}

};

class Base2 :virtual public Base

{

public:

Base2()

{

cout << "Base2,x= " << x << endl;

}

};

class Derived :public Base1, public Base2

{

public:

Derived()

{

cout << "Derived,x= " << x << endl;

}

};

int main()

{

Derived obj;

system("pause");

return 0;

}

在上述代碼中，由于把公共基類Base聲明為類Base1和Base2的虛基類，所以由類Base1和類Base2派生的類Derived只有一個(gè)基類Base，消除了二義性。

3.2虛基類構(gòu)造函數(shù)和初始化

虛基類的初始化與一般的多繼承的初始化在語法上是一樣的，但是構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序不同。主要在以下方面：

虛基類的構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行在非虛基類的構(gòu)造函數(shù)之前；

若同一層次中包含多個(gè)虛基類，這些虛基類的構(gòu)造函數(shù)按照他們被聲明的先后順序執(zhí)行；

若虛基類由非虛基類派生而來，則仍然先執(zhí)行基類的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)。

#include

using namespace std;

class Base

{

public:

Base(int x1)

{

x = x1;

cout << "Base,x= " << x << endl;

}

protected:

int x;

};

class Base1 :virtual public Base

{

int y;

public:

Base1(int x1, int y1) :Base(x1)

{

y = y1;

cout << "Base1 ,y=" << y << endl;

}

};

class Base2 :virtual public Base

{

int z;

public:

Base2(int x1, int z1) :Base(x1)

{

z = z1;

cout << "Base2,z= " << z << endl;

}

};

class Derived :public Base1, public Base2

{

int xyz;

public:

Derived(int x1, int y1, int z1, int xyz1) :Base(x1), Base1(x1,y1), Base2(x1,z1)

{

xyz = xyz1;

cout << "Derived,xyz = " << xyz << endl;

}

};

int main()

{

Derived obj(1, 2, 3, 4);

system("pause");

return 0;

}

上邊的代碼中，虛基類Base的構(gòu)造函數(shù)只執(zhí)行了一次，這是因?yàn)楫?dāng)派生類Derived調(diào)用了虛基類Base的構(gòu)造函數(shù)之后，類Base1和Base2對虛基類Base構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用就被忽略，這是初始化虛基類和初始化非虛基類的不同。

在使用虛基類時(shí)要注意：

虛基類的關(guān)鍵字virtual與派生方式的關(guān)鍵字public,private,protected的書寫位置無關(guān)緊要，可以先寫虛基類的關(guān)鍵字，也可以先寫派生 方式的關(guān)鍵字；

一個(gè)基類在作為某些類的虛基類的同時(shí)可以作為另一些類的非虛基類；

虛基類構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)必須由最新派生出來的類負(fù)責(zé)初始化，即使不是直接繼承也應(yīng)如此。