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Effective C++ 43,44
43.明智地使用多继承。
多继承带来了极大的复杂性。最主要的一条就是二义性。
当派生类为多继承时,其多个基类有同名的成员时,就会出现二义性。通常要明白其使用哪个成员的。显式地限制修饰成员不仅非常笨拙,并且会带来限制。当显式地用一个类名来修饰一个虚函数时,函数就会被固定,而不再具有虚拟的特性。对于虚函数,若两个基类拥有一个同名同參的虚函数,当派生类没有又一次定义虚函数时(能够仅仅声明),直接调用这个同名函数会出二义性错误,须要指明其类。而当派生类中又一次定义了这个函数,这是不可能的,由于一个类仅仅同意有唯一同參同名的函数(事实上不正确,函数体声不声明const,还是不同的,一个用于正常对象,一个用于const对象)。而对于派生类中又一次定义虚函数,事实上是在派生类中又一次创建了一个函数,在这里要又一次定义两个虚函数是不行的,由于重定义一个函数就是在创建一个函数,而一个函数里不能有两个同名同參的函数。
当不改动虚函数时,仅仅要用指明基类的方式去调用基类的函数就可以,当须要又一次定义一个虚函数时,即对于派生类仅仅保留一个虚函数时,不用关心其保留哪个虚函数,仅仅要正常的又一次声明定义就可以。
而当须要又一次定义多个虚函数,且派生类要用到这多个虚函数时,一种所谓的巧妙的方法解决二义性,就是在存在二义性的两个基类下再进行派生,在这两个派生类中给其定义各自的新名字,而函数体为内联的调用基类的函数。而多重继承的派生类多重继承与这两个中间类,就将两个原本冲突的基类函数变成了两个不冲突的基类函数。只为又一次定义一个虚函数,而不得不引入新的类。
class A{ public: virtual void fun(){cout<<"A"<<endl;} }; class B{ public: virtual void fun(){cout<<"B"<<endl;} }; class AuxA:public A{ public: virtual void Afun() = 0; virtual void fun(){return Afun();} }; class AuxB:public B{ public: virtual void Bfun() = 0; virtual void fun(){return Bfun();} }; class C:public AuxA,public AuxB{ public: virtual void Afun(){cout<<"A in C"<<endl;} virtual void Bfun(){cout<<"B in C"<<endl;} }; class D:public A,public B{ }; int main(){ D* d = new D();//对于正常的情况, A* aaa =d;//当其使用基类的指针时, aaa->fun();//就会调用基类的虚函数,而不会发生冲突 B* bbb = d;//全然没有体现到多态 bbb->fun(); //d->fun();//而直接调用会二义性。 C* c =new C(); //c->fun();//改名后原来的这个函数还是二义性的。 A* aa = c; aa->fun();//输出 A in C B* bb = c;//输出 B in C bb->fun(); AuxA *a = c; AuxB * b = c; a->fun();//输出 A in C b->fun();//输出 B in C这样就同个改名而在派生类中又一次定义了两个基类的同名函数。
而除了二义性,还常常碰到的问题就是菱形继承,也就是一个基类被继承多次,可是否应该保存多个拷贝的问题。一般来说都是仅仅拥有一个这种基类,即将其声明为虚基类。
但这样也是有问题的,首先程序开发这设计一个基类A派生了多个基类BC,可是在其定义BC时无法知道以后是否有人会多继承BC,而后人想要改动BC的定义使其虚继承于类A又是非常难做到的,一般ABC都是仅仅读的库函数,而D由库的用户开发。还有一方面,假设A声明为BC的虚基类,这在大部分情况下会给用户带来空间和时间上的额外消耗。
而对于虚基类,若A为非虚基类,则D的对象在内存中的分配通常占用连续的内存单元,而若A为虚基类,会包括一个指针指向虚基类数据成员的函数单元。这里对于A派生BC,而D继承与B和C,则D的内存中有两个A,而假设是虚基类,D中有两个指向A的指针。
所以考虑这些,进行高效的类设计时,若涉及到MI 多继承,作为库的设计者就要具有超凡的远见。
向虚基类传递构造函数參数。对于单继承中,派生类在成员初始化列表中对基类传递參数,因为是单继承的,这些參数能够逐层的向上传递。但虚基类的构造函数就不同了,它的參数由继承结构中最底层的派生类的成员初始化列表来指定,假设有新类添加到继承结构中,可能要改动运行初始化的类。避免这个问题的办法是消除对虚基类传递构造函数參数的须要,最简单的就是java中的解决方法,即避免在虚基类中放入数据成员,java中的虚基类 接口禁止包括数据。
虚函数的优先度。当虚函数在多重继承中涉及到虚基类时,会有优先度的问题,仍然以ABCD为例,A中有虚函数void fun(),C中重定义了fun,但B和D中没有,调用D的指针fun时,若A不是虚基类,则是正常的情况,发生二义性错误。可是当A是虚基类时,就能够说C中重定义的fun的优先度高于最初的A中的定义也是B中的fun,则此时会无二义性的解析为调用 C::fun()函数。
当对于原 B类继承于A类,现今须要新加入一个新类C继承与A,可是你发现其与B类用很多相似的地方,但C又不是一个B,所以你决定让C 由B实现,便让C私有继承于B,同一时候继承A,同一时候改动了一下B中的虚函数,实现了多继承。而还有一种做法是将BC的共同点放在一个新的类D中,改变继承结构,使D继承于A,而BC继承于D,这样就仅仅有单继承了。表面上看来,多继承没有加入一个新的类,没有改变原有的继承结构,它仅仅是在原有的类B的基础上添加了一些新的虚函数,这样看似添加了大量的功能,而仅仅添加了一点点复杂性。但事实让,引入多继承就会带来很多麻烦。
MI是复杂的,但也是实用的,须要明智的去使用。
44.说你想说的,理解你想说的。
简单来说,理解面向对象构件在c++中的含义,而不是仅仅去记忆c++的语言规则。对c++理解越深,越能清晰的考虑问题。
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