多重继承：使用跳过 'virtual' 关键字并拒绝菱形层次结构？

Question

我明白我们如何以及为什么必须使用 virtual 关键字来解决 "diamond problem"，并创建一个 class 层次结构，如下所示：

   A
  / \
 /   \
B     C
 \   /
  \ /
   D

代码示例：

class A { int a; public: A(int a) : a(a) {} };
class B : public virtual A { int b; public: B(int a, int b) : A(a), b(b) {} };
class C : public virtual A { int c; public: C(int a, int c) : A(a), c(c) {} };
class D : public B, public C { public: D(int a, int b, int c) : A(a), B(0, b), C(0, c) {} };

我找不到问题的答案：为什么我们必须告诉编译器（使用 virtual 关键字）我们要创建一个 "diamond" class等级制度？为什么编译器不自动生成？ 如果我们不使用 virtual，编译器会生成下面的 class 层次结构：

A     A
|     |
|     |
B     C
 \   /
  \ /
   D

是否存在第二层次有用且有效的编程情况？编辑（让我的问题说清楚）：他们为什么要我们使用virtual？我想，原因是他们想给我们一个选择。第二个 class 层次结构是最佳选择的任何示例？

Answer 1

Is there any programming situation where the second hierarchy is useful and works?

虽然可能有，但在我回答了另一个问题后，这个问题（在我看来）变得不那么有趣了。

Why do we have to tell the compiler (using the virtual keyword) that we want to create a "diamond" class hierarchy? Why does the compiler not generate it automatically?

不行，编译器不能自动生成。这就是为什么当你希望继承是虚拟的时，你必须明确地告诉编译器。

假设存在这样的自动化，为了让编译器猜测 B 的基数 A 应该是虚拟的，它必须知道 A 也是基数C，B 和 C 都是 D 的基。因此，B 的定义的含义将取决于 D 的定义（这也取决于 C。本质上，属于同一层次结构的所有类将依赖于该层次结构中的所有其他类，最顶层除外）。但是层次结构的某些类可能在完全不同的翻译单元中定义，这些翻译单元可能在与其他翻译单元完全不同的时间编译。 C++ 编译器根本不能假设它知道所有类.

有一种方法可以实现这一点：使所有继承虚拟化。然而，虚拟继承有一些（小的，但非零的）开销，所以这不是一个理想的解决方案。此外，虚拟继承使得 static_cast 无法派生类型，因此此类转换需要 dynamic_cast，这需要运行时间类型信息，并且有兴趣允许缺乏 RTTI 支持的有限 C++ 实现。

Answer 2

考虑 A 是一个 visitor 接口的情况，而 B 和 C 彼此独立地实现这个接口，并且需要不同的访问行为。

class A
{
public:
    virtual void visit(int) = 0;
};

class B : virtual private A
{
public:
    virtual void visit(int) { }
};

class C : virtual private A
{
public:
    virtual void visit(int) { }
};

class D : public B, public C { };
// error: virtual function 'A::visit' has more than one final overrider in 'D'

这个does not compile。 在这种情况下 B 和 C 保留单独的 A 子对象是可取和必要的。在这个例子中删除虚拟继承允许它编译。

多重继承：使用跳过 'virtual' 关键字并拒绝菱形层次结构？

Multiple inheritance: usage of skipping 'virtual' keyword and refusing the diamond hierarchy?

c++

multiple-inheritance

virtual-inheritance