多重继承和指针实现

Question

给出以下代码：

namespace Example1 {

class A {
public:
    A() {}
    virtual ~A() {}
private:
    float data_A;
};

class B {
public:
    B() {}
    virtual ~B() {}
protected:
    float data_B;
};

class Derived : public A, public B {
public:
    Derived() {}
    virtual ~Derived() {}
protected:
    float data_Derived;
};

}

int main (void)
{
using namespace Example1;
B* pb = new Derived;
delete pb;
}

pb现在应该指向Derived对象的B部分。 但派生对象也派生自A ，意味着它有A子对象..并且A子对象应该是“第一”，因为Derived类首先从A继承。

编译器如何批准？ 为了使其正常工作，它添加了什么？

而且，删除对象时如何正确释放内存？

Answer 1

简短的回答是：通过魔法。

中等答案是：你不用担心。 标准说这是有效的，并且由编译器决定如何使其工作。

答案很长：由于这取决于您的编译器，请阅读编译器的文档！ 许多C ++编译器实现了Itanium C ++ ABI，所以这是一个开始。 作为多态继承的一部分，每个类通常都有一个所谓的vtable ，它存储了一堆函数指针，但它也存储了RTTI信息并加入了虚拟破坏和内存释放逻辑。 想一想： delete pb; 不仅需要以正确的顺序调用正确的析构函数，而且还必须将正确的指针传递给释放函数。 所有这些信息都包含在类层次结构的各种vtable中。

Answer 2

第§10.1/2段

[注意：除了由构造函数（12.6.2），清理（12.4）和存储布局（9.2,11.1）的初始化语义指定之外，派生的顺序并不重要。 - 尾注]

因此

class Derived : public A, public B {
                ^^^^^^^^  ^^^^^^^^
                  first    second

然后调用派生构造函数。 此外，析构函数将以相反的顺序调用。

Construction
A()
B()
D()

Destruction
~D()
~B()
~A()

Answer 3

无关紧要，您在派生类声明中首先键入哪个类。 “A应该是第一个”是不正确的，因为它们同样是基类。 唯一的区别是，首先调用哪个构造函数/析构函数（按顺序/反向顺序，它们被声明为基类）。

您可以参考为什么多继承是一个坏主意

或许适合你的是单继承，B类派生自A和C派生自B.

Answer 4

来自法国网站的来源： C ++ FAQ

Les constructeurssontopindlésdansl'ordre suivant：

 le constructeur des classes de base héritées virtuellement en profondeur croissante et de gauche à droite ; le constructeur des classes de base héritées non virtuellement en profondeur croissante et de gauche à droite ; le constructeur des membres dans l'ordre de leur déclaration ; le constructeur de la classe. 

施工人员电话的顺序：

 base class constructors from virtual inheritance (BFS style and from left to rigth); base class constructors from non virtual inheritance (BFS style and from left to rigth); instances constructor in the order of their declaration; Class constructor 

我猜测析构函数的调用顺序与此顺序相反。

Answer 5

由于你的析构函数在这里（正确）是虚拟的，编译器完全没有问题。 它只调用正确的析构函数（在这种情况下为~Derived() ），一切正常。

该标准不强制任何实现，但在许多计算机中使用的流行的是虚拟表。 属于具有至少一个虚函数的类的所有对象（如此处的情况）具有指向与其类对应的虚拟表（ vtbl ）的指针（ vptr ）。 此vtbl引用了对象类的所有虚函数的正确覆盖。 这里我讲的是动态类（即：对象的真实类），而不是静态类（指针的类）。 在这种情况下：

• pb的动态类型是Derived ，因为它指向Derived实例
• pb的静态类型是B ，因为它被声明为B*

如您所见，在这种情况下，编译器不关心静态类型。 它将指令delete pb解释为this（伪代码）：

pb->vptr->destructor();
operator delete(pb); // Not exactly, but this is immaterial in this case

出于我们的目的，您可以忽略第二行。 运行时将遍历此链并找到要调用的正确析构函数（ Derived() ）。 Derived()将依次调用~A()和~B() 。

Answer 6

一般的答案是它可以工作，但实际的实现是依赖于编译器的，你不应该依赖于细节（但是记住这一点仍然是一件好事，所以你在处理指针时不要做出错误的假设）。

当使用多继承时，简单的行如B* pb = new Derived隐式更改指针的实际值。 在这种特殊情况下，由于编译器知道它必须将Derived指针转换为B* ，因此它确切地知道需要多少更改指针（例如sizeof(A) ，当然实际值可能不同）。

如果您正在使用虚拟继承（这可以保证公共基类只包含一次，例如，如果A和B继承自CommonBase ），则简单的指针转换变得更加复杂，并且编译器执行vtable查找以查找它应该用于指针转换的实际偏移量。

如果您使用的是Visual Studio，则可以在此行上创建断点并按Alt + 8查看反汇编，这将显示指针转换后的“魔术”。