在多级继承中派生的虚拟基类会发生啥？

Posted 2023-02-23

【中文标题】在多级继承中派生的虚拟基类会发生啥？

【英文标题】：What happens to a virtual base class on being derived in multilevel inheritance?在多级继承中派生的虚拟基类会发生什么？

【发布时间】：2012-12-08 10:54:48

【问题描述】：

在玩继承时，我碰巧尝试了这个：

class A
 int i; ;

class B : virtual public A
 int j; ;

class C : public B
 int k; ;

int main()

    std::cout<<sizeof(C)/sizeof(int);
    return 0;

这给了我6的输出

虽然以下工作按预期提供输出3

class A
 int i; ;

class B : public A  // No virtual here
 int j; ;

class C : public B
 int k; ;

int main()

    std::cout<<sizeof(C)/sizeof(int);
    return 0;

为什么会有这种差异？而且，为什么它是第二种情况的两倍？

【参考方案1】：

这依赖于实现。

但是，几乎所有编译器都将使用相同的机制，只要您有 virtual 关键字，编译器就需要通过 vptr 和 vtables 进行一些额外的记账。这种额外的簿记增加了班级规模。

严格来说，您应该依赖大小来确定具体的大小，这就是标准提供sizeof 来获取实际大小而不是猜测它的原因。

【参考方案2】：

很简单，虚拟继承涉及额外的开销。一个典型的实现至少需要一个额外的指针。

请参阅Virtual tables and virtual pointers for multiple virtual inheritance and type casting 中的问题 4 及其答案。

【参考方案3】：

class A 
    int i;
;

class B : public A 
    int j;
;

在这个不使用虚拟继承的例子中，B 类型的对象可以像 B 这样定义：

class B0 
    int i;
    int j;
;

一旦你引入了虚拟继承，这就行不通了：

class C : public virtual A 
    int k;
;

class D : public virtual A 
    int l;
;

class E : public C, public D 
    int m;
;

C 类型的对象有两个int 成员：k 来自C 的定义，i 来自A 的定义。同样，D 类型的对象有两个 int 成员，l 和 i。到现在为止还挺好。棘手的部分来自类E：它也有一个 int 成员i，因为A 的两个实例都是虚拟基。所以C 和D 都不能写成上面的B0，因为那样E 会得到两个 i 的副本。

解决方法是增加一层间接性。 C、D 和 E 类型的对象看起来像这样（伪代码，不要尝试编译）：

class C0 
    int *cip = &i;
    int k;
    int i;
;

class D0 
    int *dip = &i;
    int l;
    int i;
;

class E0 
// C0 subobect:
    int *cip = &i;
    int k;
// D0 subobject:
    int *dip = &i;
    int l;
// E data:
    int *eip = &i;
    int m;
    int i;
;

您在E 的大小中看到的是那些额外的指针，无论C 和D 在派生类中如何组合，它们都可以拥有i 的单个副本。 （实际上，这些指针中的每一个都是指向A 的指针，因为A 肯定可以有多个数据成员，但这在这个简单的伪代码中很难表示）。

【讨论】：

int *cip = &i; 你的意思是指向 C 中继承的成员 i 的指针？如果是这样，那么在虚拟继承中，实际上只有指针被继承，而不是具有相同名称的成员？

@AshRj - 这个答案是关于实现细节的。不管虚拟继承如何实现，虚拟基的成员都是继承的；您可以通过派生类型的对象直接引用它们，而不必知道它们来自基类。

【参考方案4】：

这取决于您的编译器的实现。不同的编译器有不同的结果。但是一个是肯定的，结果肯定不止三个。