虚拟继承混乱

Question

我正在阅读有关继承的内容，并且有一个我几个小时都无法解决的主要问题：

给定一个类 Bar 是一个具有 virtual 函数的类，

class Bar
{
    virtual void Cook();
};

什么 之间有什么不同

class Foo : public Bar
{
    virtual void Cook();
};

:和

class Foo : public virtual Bar
{
    virtual void Cook();
};

？经过几个小时的谷歌搜索和阅读，我得到了很多关于它的用途的信息，但没有一个真正告诉我两者之间的区别，这让我更加困惑。

Answer 1

就功能而言，这两个版本之间没有太大区别。对于虚拟继承的情况，每个实现通常都会添加一个（类似于vptr）指针（与虚拟函数的情况相同）。这有助于避免由于多重继承而生成多个基类副本（钻石继承问题）

此外， 虚拟继承委托调用其基类构造函数的权利。例如，

class Bar;
class Foo : public virtual Bar
class Other : public Foo  // <--- one more level child class

现在 Bar::Bar() 将直接从 Other::Other() 调用，并且也将被放置在其他基类中的第一位。

此委托功能有助于在 C++03 中实现final class（在 Java 中）功能：

class Final {
  Final() {}
  friend class LastClass;
};

class LastClass : virtual Final {  // <--- 'LastClass' is not derivable
...
};

class Child : public LastClass { // <--- not possible to have object of 'Child'
};

Answer 2

仅当类要继承时，虚拟继承才相关
Foo。如果我定义以下内容：

class B {};
class L : virtual public B {};
class R : virtual public B {};
class D : public L, public R {};

那么最终对象将仅包含 B 的一个副本，由两者共享
L 和 R。如果没有 virtual，D 类型的对象将包含
两份 B 副本，一份在 L 中，一份在 R 中。

有一些争论认为所有继承都应该是虚拟的（因为
在有影响的情况下，这就是您最想要的
时间）。然而，在实践中，虚拟继承是昂贵的，并且
在大多数情况下，没有必要：在设计良好的系统中，大多数
继承只是从一个或多个继承的具体类的继承
更多“接口”；这样一个具体的类通常不是被设计成
从自身派生出来的，所以没有问题。但有重要的
例外：例如，如果您定义了一个接口，然后
接口的扩展，扩展应该虚拟继承
从基本接口开始，因为具体的实现可能需要
实施几个扩展。或者如果你正在设计 mixin，那么在哪里
某些类只实现了接口的一部分，而最终的
类继承自其中的几个类（每个类的一部分一个）
界面）。最后，是否虚拟继承的标准
或不不是太困难：

• 如果继承不是公共的，它可能不应该是虚拟的
  （我从未见过异常），否则

• 如果该类没有设计为基类，则不需要
  虚拟继承，否则

• 继承应该是虚拟的。

有一些例外，但上述规则是错误的
安全;即使在以下情况下，虚拟继承通常也是“正确的”
虚拟继承不是必需的。

最后一点：虚拟基必须始终由最常初始化
派生类，不是直接继承的类（并声明
继承是虚拟的）。然而，在实践中，这不是问题。
如果你看看虚拟继承有意义的情况，那就是
总是从接口继承的情况，该接口不包含任何内容
数据，因此（仅）有一个默认构造函数。如果你发现自己
从具有构造函数的类进行虚拟继承，该构造函数采用
争论之后，是时候对设计提出一些严肃的问题了。

Answer 3

在这种情况下，没有区别。虚拟继承与派生类共享超类子对象实例有关

struct A
{
  int a;
};

struct B : public virtual A
{
  int b;
}

struct C : public virtual A
{
  int c;
};

struct D : public B, public C
{
};

D 的实例中存在成员变量a 的单个副本；如果A不是虚拟基类，则D实例中会有两个A子对象。

Answer 4

虚函数是一个在派生类中可能有不同实现的函数（尽管这不是必须的）。

在你的最后一个例子中是虚拟继承。想象一下这样的情况，您有两个从基类（我们称之为“Base”）派生的类（A 和 B）。现在想象一下从 A 和 B 派生的第三个类 C。如果没有虚拟继承，C 将包含“Base”的两个副本。这可能会导致编译时出现歧义。虚拟继承中重要的是，“基”类构造函数（如果有）的参数必须在类 C 中提供，因为来自 A 和 B 的此类调用将被忽略。