菱形继承问题和虚继承是如何解决二义性与数据冗余的

菱形继承问题和虚继承是如何解决二义性与数据冗余的

继承是c++的三大特性之一，其中菱形继承问题是一个值得我们学习和掌握的知识点。

1.什么是菱形继承呢？

菱形继承定义为：两个子类继承同一个父类，而又有子类同时继承这两个父类。

可能这样纯粹的文字大家不能直观的理解它，下面画一幅直观图便可一目了然：



菱形继承的代码描述如下：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
int _a;
};

class B : public A
{
public:
int _b;
};

class C : public A
{
public:
int _c;
};

class D :public B, public C
{
public:
int _d;
};

void Test()
{
D d;
d.B::_a = 1;
d.C::_a = 2;
}

int main()
{
Test();
return 0;
}

可以看到，在对_a赋值时，必须使用域访问限定符，否则无法识别是对BB对象还是对CC对象中的 _a赋值，虽然这样解决了二义性问题，但是又产生了数据冗余的问题.

2.如果要解决二义性和数据冗余的问题，则又需要引入虚继承的概念。

虚继承是在class B : public A与class C :public A的public前加上关键字virtual.

3.那么虚继承是如何解决二义性的呢？

要讨论这个问题，首先要来看看，对于菱形继承和虚继承来说， sizeof(b)的值是多大呢，菱形继承很容易看出答案是20个字节，很多人会想，那虚继承就是16字节了，但经过测试，发现应该是24字节，怎么会多出8个字节呢，这就涉及到内存的分配.

将Test()做修改：

void Test()
{
D d;
d.B::_a = 0;
d.C::_a = 1;
d._b=2;
d._c=3;
d._d=4;
}

菱形继承中对象d求sizeof(d)=20



可以看到内存分配正好符合菱形继承对象模型中变量的顺序



给class B : public A与class C :public A的public前加上关键字virtual后，变成菱形虚继承，现在来看虚继承的情况.

此时对象d的sizeof(d)=24



那么地址0X00BBF8CC和0X00BBF9D4中存储的是什么呢？

在去查看内存可以看到0X00BBF8CC和0X00BBF9D4分别存储了一个指针，该指针指向的内存偏移四个字节处存储的分别是十进制值20和12，通过观察0X00BBF8CC和0X00BBF9D4与0X00BBF8E0相差的字节数，刚好是20和12，因此，该值代表了偏移量。