C++--被遗弃的多重继承经典问题

Posted 2022-04-11

一.被遗弃的多重继承

Q:C++中是否允许一个类继承自多个父类？
在实际的C++编译环境中，C++是支持编写多重继承的代码
1.一个子类可以拥有多个父类
2.子类拥有所有父类的成员变量
3.子类继承所有父类的成员函数
4.子类对象可以当作任意父类对象使用
多重继承的语法规则

但是在多重继承中会存在许多问题
Q:多重继承得到的对象可能拥有不同的地址
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class BaseA

    int ma;
public:
    BaseA(int a)
    
        ma = a;
    
    int getA()
    
        return ma;
    
;

class BaseB

    int mb;
public:
    BaseB(int b)
    
        mb = b;
    
    int getB()
    
        return mb;
    
;

class Derived : public BaseA, public BaseB//拥有两个父类

    int mc;
public:
    Derived(int a, int b, int c) : BaseA(a), BaseB(b)
    
        mc = c;
    
    int getC()
    
        return mc;
    
    void print()
    
        cout << "ma = " << getA() << ", "
             << "mb = " << getB() << ", "
             << "mc = " << mc << endl;
    
;

int main()

    cout << "sizeof(Derived) = " << sizeof(Derived) << endl;   

    Derived d(1, 2, 3);

    d.print();

    cout << "d.getA() = " << d.getA() << endl;
    cout << "d.getB() = " << d.getB() << endl;
    cout << "d.getC() = " << d.getC() << endl;

    cout << endl;
    //两个父类指针指向同一个对象
    BaseA* pa = &d;
    BaseB* pb = &d;

    cout << "pa->getA() = " << pa->getA() << endl;
    cout << "pb->getB() = " << pb->getB() << endl;

    cout << endl;

    void* paa = pa;
    void* pbb = pb;

    if( paa == pbb )
    
        cout << "Pointer to the same object!" << endl; 
    
    else
    
        cout << "Error" << endl;
    

    cout << "pa = " << pa << endl;
    cout << "pb = " << pb << endl;
    cout << "paa = " << paa << endl;
    cout << "pbb = " << pbb << endl; 

    return 0;

运行结果

我们可以看到在条件判断语句中，paa与pbb指向的是同一个对象，按理说应该打印相同时的语句，可是却打印错误，从接下来的地址打印结果是不一样的，这就造成了多重继承的问题--同一个对象取地址之后进行初始化，但是pa与pb打印的结果却不同

Q:多重继承可能产生冗余的成员

代码实现

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class People

    string m_name;
    int m_age;
public:
    People(string name, int age)
    
        m_name = name;
        m_age = age;
    
    void print()
    
        cout << "Name = " << m_name << ", "
             << "Age = " << m_age << endl;
    
;

class Teacher : virtual public People

public:
    Teacher(string name, int age) : People(name, age)
    
    
;

class Student : virtual public People

public:
    Student(string name, int age) : People(name, age)
    
    
;

class Doctor : public Teacher, public Student

public:
    Doctor(string name, int age) : Teacher(name, age), Student(name, age), People(name, age)
    
    
;

int main()

    Doctor d("Delphi", 33);

    d.print();

    return 0;

由运行结果可以知道，在进行print时出错，这是因为Doctor由于继承，会有两个打印的函数，所以通过作用域分辨符进行改正
由于冗余，打印的结果可能不一样

当多重继承关系出现闭合时将产生暑假冗余的问题
解决方案:虚继承

二.经典问题分析

一.关于动态内存分配
Q:new和malloc的区别？delete和free的区别？
A.new关键字与malloc函数的区别
1.new关键字是C++的一部分，malloc是由C库提供的函数
2.new以具体类型为单位进行内存分配，malloc以字节为单位进行内存分配
3.new在申请内存空间时可进行初始化，malloc仅根据需要申请定量的内存空间
代码示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>

using namespace std;

class Test

    int* mp;
public:
    Test()
    
        cout << "Test::Test()" << endl;

        mp = new int(100);

        cout << *mp << endl;
    
    ~Test()
    
        delete mp;

        cout << "~Test::Test()" << endl;
    
;

int main()

    Test* pn = new Test;
    Test* pm = (Test*)malloc(sizeof(Test));

    delete pn;
    free(pm);

    return 0;

运行结果

关于动态内存分配
new和malloc的区别
1.new在所有C++编译器中都能被支持，malloc在某些系统开发中是不能调用的
2.new能够触发析构函数的调用，malloc仅分配需要的内存空间
3.对象的创建只能使用new，malloc不适合面向对象开发
delete和free的区别
1.delete在所有C++编译器中都被支持，free在某些系统开发中是不能调用的
2.delete能够触发析构函数的调用，free仅归还之前的分配空间
3.对象的销毁只能使用delete，free不适合面向对象的开发

B.关于虚函数
Q:构造函数是否可以成为虚函数？析构函数是否可以成为虚函数？
1.构造函数不可能成为虚函数--在构造函数执行结束后，虚函数表指针才会被正确的初始化
2.析构函数可以成为虚函数--建议在设计类时将析构函数声明为虚函数

Q:构造函数中是否可以发生多态？析构函数是否可以发生多态？
1.构造函数中不可能发生多态行为--在构造函数执行时，虚函数表指针未被正确初始化
2.析构函数在不可能发生多态行为--在析构函数执行时，虚函数表指针已经被销毁
C.关于继承中的强制类型转换
1.dynamic_cast是与继承相关的类型转换关键字，并且要求相关的类中必须有虚函数
2.用于直接或者间接继承关系的指针之间

编译器会检查dynamic_cast的使用是否正确，类型转换的结果只可能在运行的阶段才能得到
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Base

public:
    Base()
    
        cout << "Base::Base()" << endl;
    

    virtual ~Base()//析构虚函数
    
        cout << "Base::~Base()" << endl;
    
;

class Derived : public Base


;

int main()

    Base* p = new Derived;//指向的是子类对象

    Derived* pd = dynamic_cast<Derived*>(p);//强制转换

    cout<<"pd="<<pd<<endl;

    if( pd != NULL )
    
        cout << "pd = " << pd << endl;
    
    else
    
        cout << "Cast error!" << endl;
    

    delete p;

    return 0;

将其修改之后的打印结果比较


我们可以知道不能将子类指针对象指向父类，产生的对象时无效的