C++ 多重继承详解

多重继承的语法

多重继承的语法也很简单，将多个基类用逗号隔开即可。例如已声明了类A、类B和类C，那么可以这样来声明派生类D：

class D: public A, private B, protected C{
    //类D新增加的成员
}

D 是多继承形式的派生类，它以公有的方式继承 A 类，以私有的方式继承 B 类，以保护的方式继承 C 类。D 根据不同的继承方式获取 A、B、C 中的成员，确定它们在派生类中的访问权限。

多重继承下的构造函数

多继承形式下的构造函数和单继承形式基本相同，只是要在派生类的构造函数中调用多个基类的构造函数。以上面的 A、B、C、D 类为例，D 类构造函数的写法为：

D(形参列表): A(实参列表), B(实参列表), C(实参列表){
    //其他操作
}

基类构造函数的调用顺序和和它们在派生类构造函数中出现的顺序无关，而是和声明派生类时基类出现的顺序相同。仍然以上面的 A、B、C、D 类为例，即使将 D 类构造函数写作下面的形式：

D(形参列表): B(实参列表), C(实参列表), A(实参列表){
    //其他操作
}

那么也是先调用 A 类的构造函数，再调用 B 类构造函数，最后调用 C 类构造函数。

下面是一个多继承的实例：

#include 
using namespace std;
//基类
class BaseA{
public:
    BaseA(int a, int b);
    ~BaseA();
protected:
    int m_a;
    int m_b;
};
BaseA::BaseA(int a, int b): m_a(a), m_b(b){
    cout<<"BaseA constructor"<<endl;
}
BaseA::~BaseA(){
    cout<<"BaseA destructor"<<endl;
}
//基类
class BaseB{
public:
    BaseB(int c, int d);
    ~BaseB();
protected:
    int m_c;
    int m_d;
};
BaseB::BaseB(int c, int d): m_c(c), m_d(d){
    cout<<"BaseB constructor"<<endl;
}
BaseB::~BaseB(){
    cout<<"BaseB destructor"<<endl;
}
//派生类
class Derived: public BaseA, public BaseB{
public:
    Derived(int a, int b, int c, int d, int e);
    ~Derived();
public:
    void show();
private:
    int m_e;
};
Derived::Derived(int a, int b, int c, int d, int e): BaseA(a, b), BaseB(c, d), m_e(e){
    cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived(){
    cout<<"Derived destructor"<<endl;
}
void Derived::show(){
    cout<<m_a<<", "<<m_b<<", "<<m_c<<", "<<m_d<<", "<<m_e<<endl;
}
int main(){
    Derived obj(1, 2, 3, 4, 5);
    obj.show();
    return 0;
}

运行结果：

BaseA constructor
BaseB constructor
Derived constructor
1, 2, 3, 4, 5
Derived destructor
BaseB destructor
BaseA destructor

从运行结果中还可以发现，多继承形式下析构函数的执行顺序和构造函数的执行顺序相反。

多重继承下的命名冲突

当两个或多个基类中有同名的成员时，如果直接访问该成员，就会产生命名冲突，编译器不知道使用哪个基类的成员。这个时候需要在成员名字前面加上类名和域解析符::，以显式地指明到底使用哪个类的成员，消除二义性。

修改上面的代码，为 BaseA 和 BaseB 类添加 show() 函数，并将 Derived 类的 show() 函数更名为 display()：

#include 
using namespace std;
//基类
class BaseA{
public:
    BaseA(int a, int b);
    ~BaseA();
public:
    void show();
protected:
    int m_a;
    int m_b;
};
BaseA::BaseA(int a, int b): m_a(a), m_b(b){
    cout<<"BaseA constructor"<<endl;
}
BaseA::~BaseA(){
    cout<<"BaseA destructor"<<endl;
}
void BaseA::show(){
    cout<<"m_a = "<<m_a<<endl;
    cout<<"m_b = "<<m_b<<endl;
}
//基类
class BaseB{
public:
    BaseB(int c, int d);
    ~BaseB();
    void show();
protected:
    int m_c;
    int m_d;
};
BaseB::BaseB(int c, int d): m_c(c), m_d(d){
    cout<<"BaseB constructor"<<endl;
}
BaseB::~BaseB(){
    cout<<"BaseB destructor"<<endl;
}
void BaseB::show(){
    cout<<"m_c = "<<m_c<<endl;
    cout<<"m_d = "<<m_d<<endl;
}
//派生类
class Derived: public BaseA, public BaseB{
public:
    Derived(int a, int b, int c, int d, int e);
    ~Derived();
public:
    void display();
private:
    int m_e;
};
Derived::Derived(int a, int b, int c, int d, int e): BaseA(a, b), BaseB(c, d), m_e(e){
    cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived(){
    cout<<"Derived destructor"<<endl;
}
void Derived::display(){
    BaseA::show();  //调用BaseA类的show()函数
    BaseB::show();  //调用BaseB类的show()函数
    cout<<"m_e = "<<m_e<<endl;
}
int main(){
    Derived obj(1, 2, 3, 4, 5);
    obj.display();
    return 0;
}

注意第 64、65 行代码，我们显式的指明了要调用哪个基类的 show() 函数。

派生类对象中数据成员的排列形式

在普通多继承方式下，若定义派生类对象，其中的数据成员的排列规则是：首先按照派生类定义形式中基类的声明顺序，将基类成员依次排列，接下来再存放派生类中新添加的数据，假设有如下代码：

class Base1{    //定义基类Base1
public:
    void func_base1();
private:
    int n_base1;
    int m_base1;
};
class Base2{    //定义基类Base2
public:
    void func_base2();
private:
    int n_base2;
    int m_base2;
};
//定义派生类Derive，继承自Base1和Base2
class Derive:public Base1, public Base2{
public:
    void func_derive();
private:
    int n_derive;
};

上述代码中，派生 Derive 继承自基类 Base1 和 Base2，若定义派生类对象，则其中的数据成员排列形式如下图所示。

由图 2 可以看出，对于派生类 Derive 的对象来说，它将基类 Base1 的成员排列在最前端，第二个基类 Base2 的数据紧随其后，派生类自身的成员在最后存放，这种排列方式，使得不同类型的指针变量访问数据时操作比较简单，只需要从起始址开始，改变固定的偏移量即可。