C++菱形继承和虚继承

1、多个对象之间的继承关系

1）单继承

class Person
{
public:
    string _name;
};

class Student : public Person
{
protected:
    int _num;
};

class Graduate : public Student
{
protected:
    int _id;
};

2）多重继承

class Person
{
public:
    string _name;
};

class Student : public Person
{
protected:
    int _num;
};

class Graduate : public Person
{
protected:
    int _id;
};

3）菱形继承

class Person
{
public:
    string _name;
};

class Student : public Person
{
protected:
    int _num;
};

class Teacher : public Person
{
protected:
    int _id;
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
    string  _majorcoures;
};

int main()
{
    Assistant a1;
    return 0;
}

菱形继承的问题是会出现数据的二义性和冗余。如上例，Student中有一份Person的_name，Graduate中也有一份Person的_name，当Assistant继承了Student和Graduate之后，Assistant中会有两份Person的_name。

2、解决方案

1）指定作用域

可以用指定作用域的方式进行访问，但是这样的话，修改了Student中的name，并不会修改Teacher中的name，这样就难免造成歧义

a1.Student::_name = "Tom";
a1.Teacher::_name = "Jack";

2）虚继承

通过定义虚继承，我们就可用解决二义性的问题。Student、Teacher、Assistant共用一个Person中的_name。在Student、Teacher继承的Person的时候加上virtual关键字即可。

class Student :  virtual public Person
{
protected:
    int _num;
};

class Teacher : virtual  public Person
{
protected:
    int _id;
};

int main()
{
    Assistant a1;
    //不需要定义指定域
    a1._name = "Tom";
    a1._name = "Jack";
    return 0;
}

3、探讨虚继承函数的对象模型

为了计算大小显而易见，我们将类中的所有成员都定义成整型。
为了访问成员，我们将所有的成员限定符置成public

class Person
{
public:
    int _age;
};
//
//class Student : public Person
//{
//protected:
//  int _num;
//};
//
//class Teacher : public Person
//{
//protected:
//  int _id;
//};

class Student :  virtual public Person
{
public :
    int _num;
};

class Teacher : virtual  public Person
{
public:
    int _id;
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
public:
    int  _year;
};

int main()
{
    //a1._name = "Tom";
    //a1._name = "Jack";

    Assistant a1;
    a1._age = 20;
    a1._num = 10;
    a1._id = 30;
    a1._year = 2;

    return 0;
}

1）计算大小

当我们使用了虚继承的时候，a1的对象模型发生了变化
没有虚继承的大小

有虚继承的大小

2）对象模型&&虚基表

显而易见，没有虚继承的时候，对象模型是这样的

但是我们用了虚继承的时候，他的对象模型，需要通过内存窗口观察。

通过观察，不难发现，没有虚继承的时候，a1的空间大小是20；用了虚继承之后，a1的空间大小是24。

Assistant a1;
a1.Student::_age = 20;
a1.Teacher::_age = 16;

执行这两句代码，对Student的_age和Teacher的_age进行赋值。发现修改的是同一块空间，这说明了虚继承的两个类，共用的是同一个成员函数，这样很好的解决了数据的二义性和冗余的问题。

4、虚继承的缺点

1、结构复杂，他在对象空间中放置了虚基表的地址，同时还开辟了虚基表的空间
2、效率稍微降低，因为需要对虚基表的地址多一次的解引用。