C++中的虚继承

在 C++ 里，虚继承是一种特殊的继承方式，其主要作用是解决多重继承时出现的菱形（diamond问题）继承问题，防止数据冗余和歧义。

通过一个例子来说明：

#include <iostream>
using namespace std;class A {
public:int data;
};class B : public A {};
class C : public A {};
class D : public B, public C {};int main() {D d;d.B::data = 1;  // 必须明确指定作用域，不然会产生歧义d.C::data = 2;cout << d.B::data << " " << d.C::data << endl;return 0;
}

这里类的继承关系如下：

D->B->A

   ->C->A

这里如果要对data赋值，必须要指明是哪个继承类的成员。如果要解决上述问题，可让类 B 和类 C 虚继承类 A，这样类 D 就只会包含一份类 A 的数据。示例如下：

#include <iostream>
using namespace std;class A {
public:int data;
};class B : virtual public A {};  // 虚继承
class C : virtual public A {};  // 虚继承
class D : public B, public C {};int main() {D d;d.data = 1;  // 不会有歧义cout << d.data << endl;  // 输出：1return 0;
}

起实现原理是：

• 当使用虚继承时，派生类会包含一个虚基类指针（vbptr）或者虚基类表，借助它们来定位虚基类的位置。
• 不管继承路径有多少条，虚基类的数据成员在内存中都只会存在一份。

在虚继承的情况下，虚基类的构造函数由最底层的派生类（如类 D）负责调用，中间层的派生类（如类 B 和类 C）不会调用虚基类的构造函数。例如：

#include <iostream>
using namespace std;class A {
public:A(int val) : data(val) { cout << "A constructor, val is " << val << endl; }A() { data = 6; cout << "A default constructor, data is " << data << endl;}int data;
};class B : virtual public A {
public:B() : A(1) { cout << "B constructor" << endl; }  // 不会调用A的构造函数
};class C : virtual public A {
public:C() : A(2) { cout << "C constructor" << endl; }  // 不会调用A的构造函数
};class D : public B, public C {
public:D() : A(3) { cout << "D constructor" << endl; }  // 直接调用A的构造函数
};int main() {D d;return 0;
}

执行结果如下：

A constructor, val is 3
B constructor
C constructor
D constructor

而如果D不调用A的构造函数，则会调用A的默认构造函数，例：

#include <iostream>
using namespace std;class A {
public:A(int val) : data(val) { cout << "A constructor, val is " << val << endl; }A() { data = 6; cout << "A default constructor, data is " << data << endl;}int data;
};class B : virtual public A {
public:B() : A(1) { cout << "B constructor" << endl; }  // 不会调用A的构造函数
};class C : virtual public A {
public:C() : A(2) { cout << "C constructor" << endl; }  // 不会调用A的构造函数
};class D : public B, public C {
public:D() { cout << "D constructor" << endl; }  // 直接调用A的构造函数
};int main() {D d;return 0;
}

结果如下：

A default constructor, data is 6
B constructor
C constructor
D constructor