利用虚继承解决菱形继承(钻石继承)的问题 学习笔记

菱形继承概念：

两个派生类继承同一个基类

又有某个类同时继承两个派生类

这种继承又被称为菱形继承，或者钻石继承

定义一个基类Animal，两个派生类Sheep、Camal，SheepCame继承于两个派生类

class Animal
{
public:
	int m_Age;
};
class Sheep :  public Animal { };
class Camel :  public Animal { };
class SheepCamel : public Sheep, public Camel { };

void test()
{
    SheepCamel S;
    S.m_Age = 20;//报错，"SheepCamel::m_Age不明确"
}

问题（1）：

当创建SheepCamel类对象，直接初始化m_Age时，会出现二义性，即不知是继承于Sheep父类还是Camel父类

若想初始化m_Age，则需要加作用域来强调继承于哪个父类

void test()
{
    SheepCamel S;
    S.Sheep::m_Age = 10;
    S.Camel::m_Age = 20;
    cout << S.Sheep::m_Age << endl; // 10
    cout << S.Camel::m_Age << endl;//  20
}

问题（2）：

菱形继承中，SheepCamel子类会继承两份数据，即羊驼获得了10和20两个年龄；这造成了资源浪费，因为我们只需要一份数据，即羊驼是不应该有两个年龄的

解决方法：

利用虚继承即可解决问题。即：将共同基类设置为虚基类

虚基类的定义：class 派生类名 : virtual 继承方式 基类名

class Animal
{
public:
	int m_Age;
};
class Sheep : virtual public Animal { };
class Camel : virtual public Animal { };
class SheepCamel : public Sheep, public Camel{ };

{
    SheepCamel S;
    S.m_Age = 20;
    S.Sheep::m_Age = 30;
    S.Camel::m_Age = 50;
    cout << "Sheep类中：" << S.Sheep::m_Age << endl;// 50
    cout << "Camel类中：" << S.Camel::m_Age << endl;// 50
    cout << "SheepCamel类中：" << S.m_Age << endl; // 50
}

此时：数据只有一份，类似静态变量，无论是用子类调用还是父类调用都是共享同一份数据。也可以理解为：不管给哪个赋值都是给同一个变量赋值，所以最后等于后赋的值

底层原理：

我们可以通过对象模型来直观理解

在visual studio code  下：利用开发人员命令提示工具查看对象模型（我使用的是vs2022）

1.找到开发人员命令提示工具

2.输入 cd空格+当前源文件的路径（若是C盘，直接输入即可，若是F盘，先 F：转入F盘）

当前源文件的路径获取方法：

最后：输入到开发人员命令提示工具 （输入 cd空格+当前源文件的路径）

3.输入dir，进行查看当前目录是否有当前源文件

4.有当前源文件，继续查找当前SheepCamel类的对象模型布局

输入：cl /d1 reportSingleClassLayout+查找类名 当前源文件名

输入：cl /d1 reportSingleClassLayoutSheepCamel 源.cpp

未设置为虚基类时：

我们可以发现Sheep类的字节大小为8个字节，分别继承于Sheep类、Camel类的成员变量m_Age；

的确是继承了两份数据。

设置为虚基类时:

我们可以发现Sheep类的字节大小为12个字节，分别是Sheep类的虚基类指针、Camel类的虚基类指针，子类继承的m_Age;

此时，只继承了一份数据。

总结：在虚基类中，继承仅有的一份数据存储于子类，可以通过 虚基类指针访问子类来修改其数据的值，或者 子类对象本身来修改。