【C++】C++ 继承特点，单继承，多继承，以及同一个父类在子类和子子类中继承有什么问题

news2024/10/10 15:15:19

在 C++ 中，继承是面向对象编程的重要特性之一，它允许一个类（子类）从另一个类（父类）中获取属性和行为。继承可以分为单继承和多继承，并且涉及到不同继承方式时可能会出现一些问题，尤其是同一个父类在子类和子子类中被重复继承时。以下是详细的讨论：

单继承指的是一个类只能继承自一个父类。这种继承方式相对简单，子类继承父类的所有公有和保护成员，子类可以扩展或修改父类的功能。

特点：

多继承是指一个类可以同时继承多个父类。在 C++ 中，多继承虽然允许，但会带来一些复杂性，尤其是“菱形继承”问题。

特点：

子类从多个父类继承成员，所有父类的成员都会被继承下来。
子类可以重写任何父类的虚函数，实现多态。
问题：菱形继承问题。如果多个父类有一个共同的基类（例如 A -> B 和 A -> C，而 D 继承自 B 和 C），那么 D 将有两份来自 A 的拷贝，这会导致数据冗余和二义性问题。

解决方法：虚继承：通过使用虚继承（virtual），可以确保在菱形继承中，子类只会继承一个共享的基类实例，而不是多份副本。

当一个父类被子类和子子类继承时，可能会出现一些特殊情况和问题。通常这些问题涉及到成员访问、重载和虚函数机制。

主要问题：

成员隐藏：如果子类定义了与父类同名的成员函数，父类中的同名函数会被隐藏，无法直接在子类中访问父类的版本。这种情况可以通过使用作用域解析运算符（::）解决，例如 ParentClass::function() 来调用父类的函数。
虚函数重写：如果父类中的某个函数被声明为 virtual，而子类对其进行了重写，那么通过父类的指针或引用调用该函数时，会调用子类版本。子子类还可以继续重写子类的虚函数。如果子类没有正确使用 override 关键字，可能会导致意外的行为。
菱形继承中的冲突：当一个基类被多次继承时，如果不采用虚继承，子类和子子类可能会获得多个基类实例，导致数据成员或方法的二义性。虚继承可以避免这个问题，它保证同一个基类在继承层次中只有一个实例。

例子：
```
class A {
public:
    int x;
    A() : x(10) {}
};

class B : public A {};

class C : public A {};

class D : public B, public C {};  // 菱形继承
```
在上面的代码中，类 D 将有两份 A 的拷贝（通过 B 和 C），这可能会导致 x 的二义性：D 中有两个 x 成员。可以通过虚继承来解决这个问题：
```
class A {
public:
    int x;
    A() : x(10) {}
};

class B : public virtual A {};

class C : public virtual A {};

class D : public B, public C {};  // 虚继承，D 中只有一个 A
```