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C++中被遗弃的多重继承是什么

发表于:2022-10-04 作者:安全数据网编辑
编辑最后更新 2022年10月04日,本篇内容介绍了"C++中被遗弃的多重继承是什么"的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!我们在学

本篇内容介绍了"C++中被遗弃的多重继承是什么"的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

我们在学习了 C++ 的继承之后,有没有想过一个类是否被允许继承自多个父类呢?那么在 C++ 中是支持编写多重继承的代码的,即一个子类可以拥有多个父类。此时子类拥有所有父类的成员变量,子类继承所有父类的成员函数,子类对象可以当作任意父类对象来使用。那么多重继承的语法如下所示,其本质与单继承相同!

class Derived : public BaseA, public BaseB{    // ...};

下来我们就以代码为例来进行分析

#include using namespace std;class BaseA{    int ma;public:    BaseA(int a)    {        ma = a;    }        int getA()    {        return ma;    }};class BaseB{    int mb;public:    BaseB(int b)    {        mb = b;    }        int getB()    {        return mb;    }};class Derived : public BaseA, public BaseB{    int mc;public:    Derived(int a, int b, int c) : BaseA(a), BaseB(b)    {        mc = c;    }        int getC()    {        return mc;    }        void print()    {        cout << "ma = " << getA() << ", "             << "mb = " << getB() << ", "             << "mc = " << mc << endl;    }};int main(){    cout << "sizeof(Derived) = " << sizeof(Derived) << endl;        Derived d(1, 2, 3);        d.print();        cout << "d.getA() = " << d.getA() << endl;    cout << "d.getB() = " << d.getB() << endl;    cout << "d.getC() = " << d.getC() << endl;        cout << endl;        BaseA* pa = &d;    BaseB* pb = &d;        cout << "pa->getA() = " << pa->getA() << endl;    cout << "pb->getB() = " << pb->getB() << endl;        cout << endl;        void* paa = pa;    void* pbb = pb;        if( paa == pbb )    {        cout << "Pointer to the same object!" << endl;    }    else    {        cout << "Error!" << endl;    }/*    cout << "pa = " << pa << endl;    cout << "pb = " << pb << endl;    cout << "paa = " << paa << endl;    cout << "pbb = " << pbb << endl;*/        return 0;}

我们在程序中定义了父类 A 和 B,子类 Derived 继承自 A 和 B。我们先来打印下子类的内存大小,按照我们之前学习的知识可知,这肯定为 12。接着是定义了一个子类对象 d,通过调用它的 print 成员函数和继承过来的 get* 函数打印值,看看初始化是否成功。接着是定义了两个父类类型的指针并将他们指向子类对象 d,再用 void* 指针指向两个父类指针,按理说它们都指向的是子类对象 d,所以在下面的判断中,应该是相等的,打印的是 Pointer to the same object! 下来我们编译看看结果

我们可以看到之前分析的都是对的,但是最后一个打印的竟然不是我们所期望的。也就是说,它们虽然指向的都是同一个对象的地址,但是地址竟然不相同。我们再来将注释去掉,看看他们四个的指针究竟是多少?

我们看到他们打印的地址确实不一样。这便是多重继承带来的问题之一了,通过多重继承得到的对象可能拥有"不同的地址"!!!其关系图如下

由上面的关系图我们可以看出它们指向的地址确实是不一样的,一个指向的是子类对象的头部,另一个指向的是腰部,此问题无解。

多重继承的问题之二是可能会产生冗余的成员,如下图

在上面的这幅图中,Teacher 类和 Student 类继承自 People 类,Doctor 类继承自 Teacher 类 和 Student 类。就是一个在读的博士原来是某学校的老师,但是他后来考上了在读的博士,因此他也成了学生。所以他有多重身份,Teacher 会继承 People 类的姓名和年龄,Student 也会继承 People 类的姓名和年龄,这便造成了成员的冗余。下来我们以代码为例来进行分析

#include #include using namespace std;class People{    string m_name;    int m_age;public:    People(string name, int age)    {        m_name = name;        m_age = age;    }        void print()    {        cout << "name = " << m_name << ", "             << "age = " << m_age << endl;    }};class Teacher : public People{public:    Teacher(string name, int age) : People(name, age)    {    }};class Student : public People{public:    Student(string name, int age) : People(name, age)    {    }};class Doctor : public Teacher, public Student{public:    Doctor(string name, int age) : Teacher(name, age), Student(name, age)    {    }};int main(){    Doctor d("zhang san", 22);        d.print();        return 0;}

我们来编译下看看

编译的时候报错了,它说不知道该调用哪个 print 函数。那么我们在 main 函数中指定,分别来调用Teacher 和 Student 的 print 函数来看看

我们看到它打印了两次,这边造成了信息的冗余。当多重继关系出现闭合时将产生数据冗余的问题!!!解决方案是采用虚继承的方式。如下

解决数据冗余问题的方案便是虚继承。使得中间层不再关系顶层父类的初始化,最终子类必须直接调用顶层父类的构造函数。那么这时问题就来了,当在进行架构设计中需要继承时,便无法确定是使用直接继承还是虚继承?如果我们采用直接继承而且是多重继承的话,便会产生数据的冗余;如果是虚继承的话,是可以解决数据冗余的问题,但是在经过了好几次的继承之后,我们还会那么容易的找到顶层父类吗?我们将上面的程序改为虚继承,如下

#include #include using namespace std;class People{    string m_name;    int m_age;public:    People(string name, int age)    {        m_name = name;        m_age = age;    }        void print()    {        cout << "name = " << m_name << ", "             << "age = " << m_age << endl;    }};class Teacher : virtual public People{public:    Teacher(string name, int age) : People(name, age)    {    }};class Student : virtual public People{public:    Student(string name, int age) : People(name, age)    {    }};class Doctor : public Teacher, public Student{public:    Doctor(string name, int age) : People(name, age), Teacher(name, age), Student(name, age)    {    }};int main(){    Doctor d("zhang san", 22);        d.print();        return 0;}

编译看看结果

多重继承的问题之三便是可能会产生多个虚函数表,如下

下来我们还是以代码为例来进行分析

#include #include using namespace std;class BaseA{public:    virtual void funcA()    {        cout << "BaseA::funcA()" << endl;    }};class BaseB{public:    virtual void funcB()    {        cout << "BaseB::funcB()" << endl;    }};class Derived : public BaseA, public BaseB{};int main(){    Derived d;    BaseA* pa = &d;    BaseB* pb = &d;    BaseB* pbe = (BaseB*)pa;            cout << "sizeof(d) = " << sizeof(d) << endl;        cout << "Using pa to call funcA()..." << endl;        pa->funcA();        cout << "Using pb to call funcB()..." << endl;        pb->funcB();        cout << "Using pbe to call funcB()..." << endl;        pbe->funcB();    return 0;}

我们在程序的第 37 行打印对象 d 的内存大小,由于它虚继承了两个类,所以会产生两个虚函数表指针,它的内存大小便会为 8。下来我们通过指针 pa 调用 funcA,很明显它会打印出 BaseA::funcA(),而通过指针 pb 调用 funcB 便打印出 BaseB::funcB()。有意思的来了,我们之前在第 34 行用 BaseB 类型来强制转换 BaseA 类型的指针 pa,我们通过它来打印下,看看会打印出什么。我们期望的是打印 BaseB::funcB(),看看结果呢

我们看到前面打印的确实是如我们所分析的那样,但是最后一个却打印的是 funA 中的内容。我们很惊讶,我们在之前说过在 C++ 中要用新型的转换关键字,继承这便用的是 dynamic_cast,下来我们用它来进行转换,再来打印这几个指针的地址值。

我们看到打印的是我们所期望的内容。而且用强制类型转换的指针 pbe 和用 dynamic_cast 关键字转换的指针 pbc 打印的地址值是不一样的。所以在需要进行强制类型转换时,我们要使用新式类型转换关键字。解决方案便是使用 dynamic_cast,如下

那么多重继承这么多的问题,是不是就不用它了呢?不用的话,生活中的很多现象就用语言没法描述了。因此,我们应该要正确的使用多重继承,那么在工程开发者的"多重继承"方式什么呢?单继承某个类 + 实现(多个)接口。如下

在经过这么多年的发展以后,前辈们便在实际工程中总结出了这些建议:a> 先继承自一个类,然后实现多个接口;b> 父类提供 equal() 成员函数;c> equal() 成员函数用于判断指针是否指向当前对象;d> 与多重继承相关的强制类型转换用 dynamic_cast 完成。

下来我们还是以代码为例进行分析

#include #include using namespace std;class Base{protected:    int mi;public:    Base(int i)    {        mi = i;    }        int getI()    {        return mi;    }        bool equal(Base* obj)    {        return (this == obj);    }};class Interface1{public:    virtual void add(int i) = 0;    virtual void minus(int i) = 0;};class Interface2{public:    virtual void multiply(int i) = 0;    virtual void divide(int i) = 0;};class Derived : public Base, public Interface1, public Interface2{public:    Derived(int i) : Base(i)    {    }        void add(int i)    {        mi += i;    }        void minus(int i)    {        mi -= i;    }        void multiply(int i)    {        mi *= i;    }        void divide(int i)    {        if( i != 0 )        {            mi /= i;        }    }};int main(){    Derived d(100);    Derived* p = &d;    Interface1* pInt1 = &d;    Interface2* pInt2 = &d;        cout << "p->getI() = " << p->getI() << endl;    // 100        pInt1->add(10);    pInt2->divide(11);    pInt1->minus(5);    pInt2->multiply(8);        cout << "p->getI() = " << p->getI() << endl;    // 40        cout << endl;        cout << "pInt1 == p : " << p->equal(dynamic_cast(pInt1)) << endl;    cout << "pInt2 == p : " << p->equal(dynamic_cast(pInt2)) << endl;        return 0;}

我们定义了一个父类,定义了两个接口。类 Derived 为多重继承,初始化为 100,在第 79 行便会打印出 100,经过下面四步的操作之后,得到的结果应该是 40。第 90 和 91 行打印的应该都为 1,我们看看编译结果

"C++中被遗弃的多重继承是什么"的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!

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