鑽石繼承

Question

假設類D和E和F都從基類B繼承，並且類C繼承自D和E.

（i）B類有多少副本出現在C類？

（ii）如何使用虛擬繼承改變這種情況？ 解釋你的答案。

（iii）對於許多可能在C ++中使用多重繼承的情況，Java如何避免需要多重繼承？

以下是我目前的一些想法，但我絕不是C ++方面的專家！

(i)如果C繼承自作為B的子類的D和E，那么D和E在技術上是否是他們的超類的副本？ 然后，如果C繼承自D和E，那意味着C中有2個B副本。

(ii)使用虛擬有點類似於在Java中使用Abstract（我認為）。 現在給出這個，這意味着在C中不會有多個B副本，因為實例化將被級聯到所需的級別。 我不確定如何說出我的解釋但是說B有一個叫做print（）的函數打印“我是B”而C覆蓋了這個函數put print“我是C”。 如果您在沒有虛擬的情況下在C上調用print（），則最終打印“我是B”，使用虛擬將意味着它將打印“我是C”。

(iii)我的想法是Java可以使用接口來避免使用多重繼承。 您可以實現多個接口，但只能擴展一個類。 我不確定還有什么要添加，所以任何輸入或相關資源都會有所幫助。

Answer 1

（i）和（iii）是對的。 根據我的經驗，大部分時間在C ++中，當我使用多重繼承時，這是因為基礎是接口（這個概念在C ++中沒有關鍵字支持，但它是一個你可以執行的概念）。

（ii）的第一句是正確的，但是你的第二句話是關於虛函數，它與虛函數繼承完全不同。 虛擬繼承意味着只有一個B副本，而D和E都具有與其基礎相同的副本。 在函數方面沒有區別，但區別在於B的成員變量（和基類）。

如果有一個函數打印出B的成員變量foo ; 然后在情況（ii）中，這個函數總是打印相同的值，因為只有一個foo ，但是在情況下（i）從D基類調用該函數可能會打印一個不同的值來從E基類調用它。

“鑽石繼承”一詞用兩個詞作為一個好的助記符來包裝所有這些:)

Answer 2

你似乎已經得到了正確的答案，盡管推理需要有效。 這里的關鍵問題是“如果它繼承兩個相同的基類，如何布置C實例的內存？”

i）在類型C的對象的內存布局中有2個基類B的副本。提供的示例是“鑽石繼承”的情況，因為當您繪制依賴/繼承樹時，您基本上繪制鑽石。 鑽石繼承的“問題”主要是詢問如何將對象放在內存中。 C ++采用兩種方法，一種是快速的，一種是復制數據成員，一種是較慢的一種，即“虛擬繼承”。 采用非虛方法的原因是，如果繼承一個沒有數據成員的類（Java中的接口是什么），那么“復制數據成員”就沒有問題，因為它們不存在（看到我在底部的筆記）。 如果您的計划僅使用單繼承，則建議使用非虛擬繼承。

ii）如果你有一個virtual class C ，那么在C ++語言中你想讓編譯器執行英雄行為以確保內存布局中只存在任何/所有基類的一個副本派生類的; 我相信這也會帶來輕微的性能損失。 如果你現在使用'C'實例中的任何'B'成員，它將始終引用內存中的相同位置。 請注意，虛擬繼承與您的函數是否為虛函數無關。

旁白：這也與抽象類的概念完全無關。 要在C ++中創建類抽象，請設置任何方法聲明= 0，如void foo() = 0; ; 對任何方法（包括析構函數）這樣做都足以使整個類抽象化。

iii）Java徹底禁止它。 在Java中，只有單個繼承以及實現任意數量接口的能力。 雖然接口確實授予您“is-a”關系和具有虛擬功能的能力，但它們隱含地避免了C ++對數據布局和鑽石繼承的問題，因為接口無法添加任何數據成員，事實上：沒有關於如何解決任何數據成員的位置的困惑。

iii的一個重要擴展是認識到，如果你碰巧“兩次實現相同的接口”，虛擬函數調用不會受到影響。 原因是該方法將始終執行相同的操作，即使它在您的虛擬表中有多個副本; 它只對您的類的數據起作用，它本身不包含需要消除歧義的數據。