41.多重继承

前言

 
一旦谈及multiple inheritance(MI)，C++程序员总会分为两个阵营：

1. single inheritance(SI)不错，MI更好。
2. SI不错，MI垃圾

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多重继承带来的歧义

 
抛开争论，首先我们必须要认清：只要我们在设计中使用了MI，程度便有可能从一个以上的classes继承相同名称，这会引发一些歧义，举例而言：

class BorrowableItem{//允许借阅物
public:
    void checkOut();//离开时检查
    ...
};
class ElectronicGadget{//电子设备
private:
    bool checkOut() const;//执行自我检测
};
class MP3player://Mp3是借阅物也是电子设备
    public BorrowableItem,
    public ElectronicGadget
{...};
MP3Player mp;
mp.checkOut();//歧义产生,改掉用哪个？

为了避免这些歧义，我们应该使用作用域运算符::来指明具体调用哪个版本。例如：

mp.BorrowableItem::checkout();

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“钻石型”多重继承

 
多重继承是指继承一个以上的base classes，但这些base class一般不作为另一些class 的derived class，因为那会导致”钻石型”多重继承。

问题实例

class File {...};
class InputFile:public File {...};
class OutputFile:public File {...};
class IOFile:
    public InputFile,
    public OutputFile
{...};

具体到这个实例，有问题如下：假定File内有一个名为FileName的成员变量，那么IOFile对象内应该有几个此成员呢？它可能会忠实地完全复制从InputFile和OutputFile继承而来的所有成员，从而导致存在两个FileName，也可以只继承其中的一个。

virtual base class 与 virtual继承

C++对上述的两种方案都支持，但默认执行完全复制。如果这并非你所愿，那你必须令带有重复数据的class（也就是File）成为一个virtual base class，同时，你还必须令所有直接继承它（file）的class采用virtual继承。实例如下：

class File {...};
class InputFile:virtual public File {...};
class OutputFile:virtual public File {...};
class IOFile:
    public InputFile,
    public OutputFile
{...};

STL中就有一个结构类似的多重继承体系，只不过其classes是class templates，名称分别是basic_ios,basic_istream,basic_ostream,basic_iostream。

virtual继承的成本（详见More Effective C++ 24)

从行为正确的观点看，public继承应该总是virtual。但是实际上，为了避免继承得来的变量重复，编译器不得不使用一些其它操作（因此付出了成本），使用virtual继承的class所产生的对象一般比用non-virtual继承产生的对象要大，而且访问速度也慢。

virtual继承的成本还体现在其他方面，比如说virtual base classes初始化规则比起non-virtual bases的情况远为复杂而去不直观。virtual base class的初始化责任是由继承体系中的最底层class负责，这意味着：

1. classes若派生自virtual base class而需要初始化，则其必须认知virtual base—无论他们离的多远。
2. 当一个新的dc加入继承体系，它必须承担起其virtual base的初始化责任。

对于virtual base(或者说virtual继承），我们应该保证非必要不使用。如果必须使用，则尽力避免在virtual base中放置任何数据，如此则不必担心初始化等等问题。（这不得不让人想起了Java的Interface，它在相当多的情况下兼容于C++中的virtual base class）。

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Interface class（详见Effective C++ 32）

问题实例

（课本中接着描述了Person interface与具体实现的class)
如果我们需要用某个类的现有接口，又希望使用另一个类现有的具体实现，无疑，我们可以public from interface && private from implement。

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总结

 

1. 多重继承比单一继承复杂，并且有可能导致歧义性，以及对virtual继承的需要。
2. virtual继承会增加大小，速度，初始化各方面的成本，但如果virtual base不带有任何数据，其使用颇有价值。
3. 多重继承确有正当用途，比如public继承interface且private继承implement class.