菱形继承
菱形继承：指有一个基类被两个不同的类所继承，且存在一个类继承于这两个类而形成的一种菱形关系，故称菱形继承。如下图所示：
菱形继承存在的问题
- 二义性（ambiguity）：当派生类同时继承自两个或更多个基类，而这些基类又共同继承自一个公共基类时，会出现二义性。如果基类中有相同的成员函数或成员变量，编译器无法确定应该调用哪个基类中的成员，从而导致编译错误。
- 冗余数据（redundant
data）：由于派生类继承了多个相同的基类，这些基类可能包含相同的成员变量。这样就会导致派生类中存在多份相同的数据，造成内存空间的浪费。
假设Person类有一个成员变量 age，Student类的对象中包含了这个 age 成员，Teacher类的对象中也包含了 age 成员，但是 Assistant 类依次继承了 Student 和 Teacher类，不考虑其他成员，就最终结果而言，Assistant类中确实包含了两份 age 成员。
这就导致了菱形继承的 冗余性 和 二义性。
- 冗余性：存在重复的数据，比如 age要存两份
- 二义性：如果要访问 age 成员，是访问 Student 类的 age，还是访问 Teacher类的 age.
菱形继承的解决方案 —— 作用域解析运算符（::）
如果虚继承不适用或不可行，可以使用作用域解析运算符来指定调用哪个基类的成员。通过指定基类名称和作用域解析运算符，可以消除二义性。例如：
class A {
public:
void funcA() { cout << "A::funcA()" << endl; }
};
class B : public A {
public:
void funcB() { cout << "B::funcB()" << endl; }
};
class C : public A {
public:
void funcC() { cout << "C::funcC()" << endl; }
};
class D : public B, public C {
public:
void funcD() { cout << "D::funcD()" << endl; }
};
int main() {
D obj;
obj.funcA(); // 调用 A::funcA()
obj.funcB(); // 调用 B::funcB()
obj.funcC(); // 调用 C::funcC()
obj.B::funcA(); // 调用 B::funcA()
obj.C::funcA(); // 调用 C::funcA()
return 0;
}
菱形继承的解决方案 —— 虚拟继承
为了解决菱形继承所带来的问题，C++引入了虚继承（virtual inheritance）。虚继承通过在公共基类前加上virtual关键字来声明，在派生类中只保留一份公共基类的实例，从而避免了冗余数据和二义性的问题。
其实就是将 Student 类和 Teacher 类重复的部分，放到一个公共位置，访问的时候，直接访问这块公共位置。
虚继承的主要作用：
是确保在多重继承中，共享的基类只有一份实例。这样可以避免冗余数据和二义性的问题。
// 下面是一个示例代码，展示了如何使用虚继承解决菱形继承的问题：
class Animal {
public:
int age;
};
class Mammal : virtual public Animal {
};
class Bird : virtual public Animal {
};
class Platypus : public Mammal, public Bird {
};
int main() {
Platypus p;
p.age = 5; // 直接访问公共基类的成员
return 0;
}
/*
通过使用虚继承，派生类Platypus中只保留了一份公共基类Animal的实例，避免了冗余数据。
此外，我们可以直接访问公共基类Animal的成员变量，而不会出现二义性。
*/
需要注意的是，虚继承可能会引入一些额外的开销，因为需要在内存中存储虚基类的指针或偏移量。此外，虚继承可能会导致一些设计上的复杂性，因此在使用虚继承时需要权衡利弊，并根据具体情况选择合适的解决方案。
虚继承的主要作用：
是确保在多重继承中，共享的基类只有一份实例。这样可以避免冗余数据和二义性的问题。
虚继承（virtual inheritance）不仅可以用于解决菱形继承中的二义性问题，还可以在其他情况下使用。在以下情况下，虚继承也是一种有用的工具：
- 多重继承中的共享基类：当多个派生类需要共享同一个基类时，可以使用虚继承。通过使用虚继承，这些派生类只会包含一份共享基类的数据和函数。
- 基类作为接口：如果一个基类被用作接口，而派生类需要实现这个接口，但同时又需要从其他基类继承其他功能，可以使用虚继承。这样可以确保派生类只实现接口，并且不会出现二义性问题。
- 多层次的继承关系：在多层次的继承关系中，如果存在需要共享的基类，可以使用虚继承来减少重复数据和解决二义性问题。
总之，虚继承不仅仅用于解决菱形继承中的问题，也可以在其他情况下使用，以确保共享基类只有一份实例。
