钻石继承

Question

假设类D和E和F都从基类B继承，并且类C继承自D和E.

（i）B类有多少副本出现在C类？

（ii）如何使用虚拟继承改变这种情况？ 解释你的答案。

（iii）对于许多可能在C ++中使用多重继承的情况，Java如何避免需要多重继承？

以下是我目前的一些想法，但我绝不是C ++方面的专家！

(i)如果C继承自作为B的子类的D和E，那么D和E在技术上是否是他们的超类的副本？ 然后，如果C继承自D和E，那意味着C中有2个B副本。

(ii)使用虚拟有点类似于在Java中使用Abstract（我认为）。 现在给出这个，这意味着在C中不会有多个B副本，因为实例化将被级联到所需的级别。 我不确定如何说出我的解释但是说B有一个叫做print（）的函数打印“我是B”而C覆盖了这个函数put print“我是C”。 如果您在没有虚拟的情况下在C上调用print（），则最终打印“我是B”，使用虚拟将意味着它将打印“我是C”。

(iii)我的想法是Java可以使用接口来避免使用多重继承。 您可以实现多个接口，但只能扩展一个类。 我不确定还有什么要添加，所以任何输入或相关资源都会有所帮助。

Answer 1

（i）和（iii）是对的。 根据我的经验，大部分时间在C ++中，当我使用多重继承时，这是因为基础是接口（这个概念在C ++中没有关键字支持，但它是一个你可以执行的概念）。

（ii）的第一句是正确的，但是你的第二句话是关于虚函数，它与虚函数继承完全不同。 虚拟继承意味着只有一个B副本，而D和E都具有与其基础相同的副本。 在函数方面没有区别，但区别在于B的成员变量（和基类）。

如果有一个函数打印出B的成员变量foo ; 然后在情况（ii）中，这个函数总是打印相同的值，因为只有一个foo ，但是在情况下（i）从D基类调用该函数可能会打印一个不同的值来从E基类调用它。

“钻石继承”一词用两个词作为一个好的助记符来包装所有这些:)

Answer 2

你似乎已经得到了正确的答案，尽管推理需要有效。 这里的关键问题是“如果它继承两个相同的基类，如何布置C实例的内存？”

i）在类型C的对象的内存布局中有2个基类B的副本。提供的示例是“钻石继承”的情况，因为当您绘制依赖/继承树时，您基本上绘制钻石。 钻石继承的“问题”主要是询问如何将对象放在内存中。 C ++采用两种方法，一种是快速的，一种是复制数据成员，一种是较慢的一种，即“虚拟继承”。 采用非虚方法的原因是，如果继承一个没有数据成员的类（Java中的接口是什么），那么“复制数据成员”就没有问题，因为它们不存在（看到我在底部的笔记）。 如果您的计划仅使用单继承，则建议使用非虚拟继承。

ii）如果你有一个virtual class C ，那么在C ++语言中你想让编译器执行英雄行为以确保内存布局中只存在任何/所有基类的一个副本派生类的; 我相信这也会带来轻微的性能损失。 如果你现在使用'C'实例中的任何'B'成员，它将始终引用内存中的相同位置。 请注意，虚拟继承与您的函数是否为虚函数无关。

旁白：这也与抽象类的概念完全无关。 要在C ++中创建类抽象，请设置任何方法声明= 0，如void foo() = 0; ; 对任何方法（包括析构函数）这样做都足以使整个类抽象化。

iii）Java彻底禁止它。 在Java中，只有单个继承以及实现任意数量接口的能力。 虽然接口确实授予您“is-a”关系和具有虚拟功能的能力，但它们隐含地避免了C ++对数据布局和钻石继承的问题，因为接口无法添加任何数据成员，事实上：没有关于如何解决任何数据成员的位置的困惑。

iii的一个重要扩展是认识到，如果你碰巧“两次实现相同的接口”，虚拟函数调用不会受到影响。 原因是该方法将始终执行相同的操作，即使它在您的虚拟表中有多个副本; 它只对您的类的数据起作用，它本身不包含需要消除歧义的数据。