继承的概念

 继承机制是面向对象程序设计当中，非常重要且好用的手段，这种手段可以允许程序员在原有的类的特性基础之上，进行拓展从而产生新的类，这些新产生的类，我们成为派生类。在以前，我们实现的复用是函数的复用，现在衍生到类的设计层次上的复用，就是继承，就是一种对类设计上的复用。

C++ 在此处设计的理念是，父亲干父亲的活，孩子干孩子的活，具体的可以在文章当中去感受。

比如一个在一个学校当中有，很多的个学生和老师，在一个学校当中学生和老师的信息就有相同的，和自己类独特的。比如学生和老师有名字，电话，家庭住址，邮箱等等这些信息是每一个老师和学生都有的信息；

而对于学生，宿舍号，学号，专业等等就是属于学生这个类的独有信息；工号，所属学院，职称等等这些是属于老师的独有信息；所谓独有信息就是两个类之间不共有的信息。

当然，在一个学校当中不只有学生和老师两个“类”，还有食堂工作人员，保安等等多个职位，这些职位都是有共同之处的，比如：都有名字，电话，住址等等这些信息，如果我们把这些“类”都重新设计成各自的类，是不是就是非常的冗余了。

基于上述的问题，继承的作用就非常明显了，基于上述例子，我们可以搞一个 person类，这个类当中存储的是学校的当中所有人员的所共有的信息，比如：名字，年龄，电话号码，住址等等。

然后，所创建的 Student类 ， teacher类 等等在类当中只需要写出自己类所独有的信息，再去继承 person 这个类就行了。

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "name:" << _name << endl;
		cout << "age:" << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "peter"; // 姓名
	int _age = 18; // 年龄
};


// 继承后父类的Person的成员（成员函数+成员变量）都会变成子类的一部分。这里体现出了
//Student和Teacher复用了Person的成员。下面我们使用监视窗口查看Student和Teacher对象，可
//以看到变量的复用。调用Print可以看到成员函数的复用。


class Student : public Person
{
protected:
	int _stuid; // 学号
};

如上述，Student类 继承了 person类。

 而派生类当中（成员函数肯定不存储在类和对象当中）也不止 _stuid 这个成员，除了自己的成员之外，派生类的当中还有从父类当中继承过来的 成员；

也就是说，派生类当中分为两个部分，一个是 派生类 本身的成员部分；另一个是 派生类 从父类当中继承过来的 成员部分。

继承的语法

 如下图所示：Person是父类，也称作基类。Student是子类，也称作派生类。

 继承关系和访问限定符

 在上述的语法介绍当中我们发现，有继承方式这一个语法，在C++当中的继承规则这一块其实设计还是有点复杂的，如下图所示，根据父类当中的访问限定符有三种，继承方式同样有三种，如下图所示：

在C++当中是以 父类当中访问限定符 和 继承方式两两组合，形成一种新的访问限定，那么总结下来，在继承当中就有 9 种访问方式，如下图所示：

 对于上述 9 种结果，其实是有规则可循的，总结如下：

• 基类的private成员，在派生类当中都是不可见的。而 不可见  是  语法上限制访问（类里和类外都不能使用），而private是类外不能使用，类当中说可以使用的。（父类的私有成员，子类无论以什么方式继承不能用）
• 实际上面的表格我们进行一下总结会发现，基类的私有成员在子类都是不可见。基类的其他成员在子类的访问方式 == Min(成员在基类的访问限定符，继承方式)，public > protected> private（取两者小的那一个访问方式，作为最后的访问方式）
• 基类private成员在派生类中是不能被访问，如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在派生类中能访问，就定义为protected。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
•  C++当中支持默认继承，如果不写继承方式，使用关键字 class 时默认是私有（private）继承；使用关键字 struct 默认是公有（public）继承。（但是建议写上继承方式）（之所以 class 是私有继承，是防止多次继承对基类的影响。如果继承方式是 protected的，那么子类再被继承，产生的派生类还是可以访问到最开始的基类当中的成员，但是如果基类当中的成员是被private的，那么其子类再被继承而产生的派生类，就不能在访问到基类当中的peivate成员了）
•  在实际运用中一般使用都是public继承，几乎很少使用protetced/private继承，也不提倡使用protetced/private继承，因为protetced/private继承下来的成员都只能在派生类的类里面使用，实际中扩展维护性不强。

 实际当中只用如下图所示的访问方式：

基类和派生类的赋值转换

 如果是不同类型的内置类型相互赋值，是会发生类型转换的！！

比如：

int a = 1;
double b = 0;

b = a;

而类型转换是会产生临时变量来帮助转换的，同样的，基类 和 基类派生出的派生类之间相互赋值也是会发生类型的转换的。

 需要注意的是，基类 和 基类派生出的派生类之间相互赋值所发生的类型转换是有条件的。

 只能是 派生类赋值给 基类，不能是 基类赋值给 派生类。

 因为如果是基类赋值给 派生类，那么对于派生类当中 独有信息 是基类当中没有的，基类无法给派生类当中的 独有信息 进行赋值。

 而且对于基类赋值给派生类这一操作，就算给强制类型转换，都是无法使用的语法，这一操作在语法上直接禁掉了。

 报错：

 而且，对于基类和派生类的类型转换还和我们之前了解的 隐式类型转换和强制类型转换不一样；后两者在转换的时候，会产生临时变量；

 而且 基类 和 派生类的类型类型转换不会产生临时变量，他们之间的类型转换 是 赋值兼容（切割，切片）。

 我们认为，一个子类对象一定是一个特殊的父类对象，至少子类对象的当中一定有父类的成员。子类赋值给父类的话，会把子类当中父类的成员切割出来，然后再把这些成员拷贝给父类。

 如果是父类转化为子类的话，单纯的对象之间是不能转换的，但是如果是引用和指针的话还是可以的，可以使用RTTI(RunTime Type Information)的dynamic_cast 来进行识别后进行安全转换。

 验证 赋值兼容 没有产生临时对象

 如下例子：

student s;      ·········1
person& p = s;

int a = 1;      ·········2
double& b = a; 

如上所示，我们知道，对于p这个引用，如果是发生在内置类型或者是没有父子关系的对象之间，会发生隐式类型转换，从而产生临时对象，所以如果不是 赋值兼容的 话（如上述例子2），引用应该指向的是 类型转换 所产生的临时变量。

而临时变量具有常性，上述例子2 的引用 b 没有用const 修饰，就会报错。

而反观例子1 ，就不会报错，说明 例子1 当中没有产生临时变量。

 此时例子1 当中的 引用 是 s 对象的一个别名。

 继承当中的作用域

 对于基类 和 基类派生出的派生类，都是有独自的作用域。所以如果你在基类 和 派生类当中定义出相同名字的成员，这个语法是通过的。如下代码所示：

// 父类
class Person
{
protected:
	string _name = "小李子"; // 姓名
	int _num = 111; // 身份证号
};

// 子类
class Student : public Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << " 姓名:" << _name << endl;
		cout << " 身份证号:" << Person::_num << endl;
		cout << " 学号:" << _num << endl;
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};

如上代码所示，父类和子类当中都有一个 _num 成员。但是没有报错。

 如果我们此时调用 Print（）函数，那么打印的 _num 的值是多少呢？

 答案是 999。

•  这是因为，如果在父类和子类当中有同名的成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）

显示访问父类成员：

	void Print()
	{
		cout << " 姓名:" << _name << endl;
		cout << " 身份证号:" << Person::_num << endl;
		cout << " 学号:" << Person::_num << endl;
	}

 同样的，这样的同名，不仅仅允许在成员，也允许在成员函数，而且同名的成员函数也是和同名的成员一样的，子类会对父类的进行隐藏，默认是调用子类的同名成员函数。当然也可以显示的调用父类的同名成员函数：

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << " 姓名:" << _name << endl;
		cout << " 身份证号:" << Person::_num << endl;
		cout << " 学号:" << Person::_num << endl;
	}
protected:
	string _name = "小李子"; // 姓名
	int _num = 111; // 身份证号
};

class Student : public Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << " 姓名:" << _name << endl;
		cout << " 身份证号:" << Person::_num << endl;
		cout << " 学号:" << Person::_num << endl;
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};

void Test()
{
	Student s1;
	s1.Person::Print();
};

 此时的子类当中Print（）和父类当中的Print（）因为不是在同一作用域，不是构成重载，此时是子类和父类的关系的成员函数满足函数名相同就构成隐藏。

域是查找规则的概念，他规定编译器应该去哪一个域当中去寻找变量或者函数（而且此时的 查找是在编译时期的查找，编译器首先要查找有没有这个变量/函数，没有就要报错。还有一个查找是生成代码之后，更具地址去查找变量/ 函数），所以编译器对于一个域当中没有查找到的变量/函数，他会在下一个域去寻找，而下一个域也是按照顺序来的。比如：子类当中没有的成员，就会在父类当中去寻找。

但是即使是允许子类和父类之间使用同名成员，我们也不建议这样 在继承体系当中 去 定义子类和父类当中的成员和成员函数。

 派生类的默认成员函数

 一个类当中有 6 个默认成员函数，其中“默认”的意思就是，我们不写这6个成员函数，编译器会自动生成一个。6 个 当中常用的就是 4 个，如下所示：

 构造函数 和 拷贝构造函数

 派生类 中的 构造函数 当中的初始化列表，只能初始化本派生类的成员，不能初始化父类当中的成员；但是，在构造函数的定义的当中对 父类当中的成员进行修改是可以。

class Person
{
protected:
	string _name = "小李子"; // 姓名
};

class Student : public Person
{
	Student(const char& name, int num)
		:_name(name)
		,_num(num)
	{
        _name = "nnn";
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};

如上父类当中的 _name 成员不能再 子类 的 构造函数 的初始化列表当中用，但是可以在构造函数的定义的当中被修改：

再如下例子，我们把父类（Person） 的构造函数 和  析构函数写出来，并打印一下名字，方便给出提示，提示我们哪一个函数被调用了。其次，我们在主函数当中只定义子类对象 （Student）。

class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << Person() << endl;
    }

    ~Person()
    {
        cout << ~Person() << endl;
    }
protected:
	string _name = "小李子"; // 姓名
};

class Student : public Person
{
	Student(int num)
		:_num(num)
	{
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};

int main()
{
    Student s;
}

打印结果：

 但是打印结果 却 打印的父类的 构造函数 和 析构函数名。

 这是因为，C++规定，派生类必须调用 父类的构造函数 去初始化父类的成员，不管在主函数当中有没有定义 父类对象。（这种自动调用，都是调用的默认函数，此时就是默认构造函数，如果我们没有提供默认构造就会报错）

 所以，如果父类没有默认构造函数，我们就要在子类的初始化列表当中，对父类进行初始化（就像定义一个匿名对象一样）如下代码所示：

class Person
{
public:
    Person(const char& name)
        :_name(name)
    {
        cout << Person() << endl;
    }

    ~Person()
    {
        cout << ~Person() << endl;
    }
protected:
	string _name = "小李子"; // 姓名
};

class Student : public Person
{
public:
    
    	Student(const char& name , int num)
		:_num(num)
        ,Person(name)
	{
	}

protected:
	int _num = 999; // 学号
};

 注意：

• 而且此时是 Person（name）先初始化，_num 后初始化。因为初始化列表 初始化的顺序 不是跟初始化列表的顺序相同的，是和 各个成员声明的顺序相同的。
•  而此时是继承的关系，子类会优先调用 父类 构造函数去初始化父类的 成员，所以会优先 初始化 Person。

 对于拷贝构造函数也是和构造函数是一样的，不能在子类的拷贝构造函数的 初始化列表当中去初始化 父类的 成员；同样会优先调用父类的构造函数，去初始化父类的 成员。

 对于拷贝构造函数的 对父类的初始化，我们也是使用 和之前构造函数一样的 类似于匿名对象的用法来初始化。但是此时就会出现一个问题，父类当中的 拷贝构造函数 的参数是 父类的 类型，而在拷贝构造函数当中，我们只有子类的 类型可以传参。此时，不用管这么多，可以直接传入子类。（如下代码所示）

// 父类
class Person
{
public:
	Person(const char* name = "peter")
		: _name(name)
	{
		cout << "Person()" << endl;
	}

	// 拷贝构造函数，此处传入参数是父类 类型的
	Person(const Person& p)
		: _name(p._name)
	{
		cout << "Person(const Person& p)" << endl;
	}

	Person& operator=(const Person& p)
	{
		cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
		if (this != &p)
			_name = p._name;
		return *this;
	}

	~Person()
	{
		cout << "~Person()" << endl;
	}
protected:
	string _name; // 姓名
};

// 子类
class Student : public Person
{
public:
	Student(const char* name, int num)
		: Person(name)
		, _num(num)
	{
		cout << "Student()" << endl;
	}

	Student(const Student& s)
		: Person(s)  // 此时直接传入 子类对象即可
		, _num(s._num)
	{
		cout << "Student(const Student& s)" << endl;
	}


	~Student()
	{
		cout << "~Student()" << endl;
	}
protected:
	int _num; //学号
};

因为此处，父类的拷贝构造函数的参数是 引用，如果传入的是 子类的类型对象，会发生 赋值兼容转换，也就是切割，把子类当中父类的成员切割出来，进行赋值。

 赋值操作符重载函数

 对于 赋值操作符重载函数 ，也是一样的，我们把 子类当中 父类的成员部分，和 子类成员部分 都赋值就行：

	Student& operator = (const Student& s)
	{
		cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;
		if (this != &s)
		{
			Person::operator =(s);  // 父类当中已经直接 operator= 函数，此处直接调用
			_num = s._num;
		}
		return *this;
	}

需要注意的是，我们上述调用了父类当中的 operator= 函数，如果我们不显示去调用，像如下方式写的话就会 出现 “隐藏”：

operator =(s);

上述的代码默认调用 子类 当中的 operator= 函数，就会出现递归死循环，栈溢出代码奔溃。

 所以我们要显示调用父类当中的 operator= 函数。

 析构函数

 析构，同样要析构 派生类自己的，还要析构 派生类父类的；析构父类可以直接调用 父类当中的析构函数，但是不能像父类当中其他函数一样直接调用，需要显示指定类域：

~Student()
{
    Person::~Person();
}

具体原因是因为C++ 当中多态的原因。析构的函数名被进行了特殊处理。由于要构成多态，被统一处理成了 destructor。

 因为都被处理成为了 destructor，所以此处就构成了 隐藏 ，所以要显示调用 父类的析构函数。

 但是，上述在程序在执行完之后，结果如下：

 在 3 个子类 Student 当中有 3 个 Person，按道理，在最后应该只调用 3 次 Person 的析构函数，但是此处调用了 6 次。

 其实此处是Person 对象自动调用了 自己的析构函数，因为 整个程序 无论你怎么先，都是先构造父类对象，在构造子类对象（也就是说先构造 Person 在构造 Student）·····    这样总共构造了 3 个Student 对象 和 3 个Person对象；

单看一组，根据 先构造的 后 析构，后构造的先析构，那么 Student 对象就会先析构，然后再析构 Person 对象；但是在 Student 的析构函数 已经调用了 Person对象的 析构函数，就在此处发生了重复析构的问题。

如果我们不在 Student 的 析构函数当中去调用 Person对象的析构函数，就是析构3次，是正确的。

因为在构造的时候，是先父后子的顺序进行构造的，所以在析构的时候，应该满足先子后父的析构顺序，但是在子类析构函数当中显示调用 父类析构函数，是无法保证先子后父的析构顺序，所以编译器在子类析构函数完成之后就，自动调用父类析构函数。

其实这里可以不用自动析构，完全可以自己在 子类 Student 的析构函数当中实现上述顺序的 析构顺序。但是C++语法就是有自动调用析构函数，所以我们在 继承体系当中写析构函数的时候，一定要注意这一点，因为多次重复的析构可能会出现问题，比如：重复析构的对象当中有我们自己手动开辟的空间的时候，重复析构就会报错。

 为什么在析构的时候要先子后父？

 之所以说不能先显示调用父类的析构函数，是因为，在子类的析构函数当中，可能还会用到 父类当中的成员或者成员函数，如果先就析构父类的话，无法调用了，而且在父类当中是不会用到子类当中的成员的，所以我们决定先析构子类，在析构父类。

 继承与有元

有元不能继承！！！

 也就是，爸爸的朋友不是我的朋友，我爸爸的朋友不能去访问我的成员。

class Person
{
public:
	friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
	string _name; // 姓名
};

class Student : public Person
{
protected:
	int _stuNum; // 学号
};

void Display(const Person& p, const Student& s)
{
	cout << p._name << endl;
	cout << s._stuNum << endl;
}
void main()
{
	Person p;
	Student s;
	Display(p, s);
}

上述有元函数 Display 可以访问父类 Person的 _name ；但是不能访问 子类 Student 的 _stuNum成员。

如果想要 友元函数 Display 也能访问到 子类的 _stuNum 成员，需要在子类当中也加上有元声明。

 继承与静态成员

 如果在父类当中定义了静态成员变量，这个静态成员能不能继承，其实认为可以，和认为不可以都是对的。

在继承当中，子类对象当中都有一个父类对象的存储，相当于是在子类当中构造了一个父类的对象，每一次构造一次子类，都要去调用其父类的构造函数去构造父类出来；但是对于 父类当中的静态成员，究竟是不是 从父类当中拷贝一份到子类当中，我们先看如下例子：

class Person
{
public:
	Person() { ++_count; }

public:
	static int _count; // 统计人的个数。
	string _name; // 姓名
};
// 父类当中的 静态成员变量
int Person::_count = 0;

class Student : public Person
{
protected:
	int _stuNum; // 学号
};


class Graduate : public Student
{
protected:
	string _seminarCourse; // 研究科目
};

int main()
{
	Person p;
	Student s;
	Graduate g;

	// 父类当中的 非静态成员
	cout << &p._name << endl;
	cout << &s._name << endl;
	cout << &g._name << endl;

	cout << "-----这是一个分界线-----" << endl;

	// 父类当中的 静态成员
	cout << &p._count << endl;
	cout << &s._count << endl;
	cout << &g._count << endl;

	return 0;
}

我们把 父类当中 非静态成员 _name 和 静态成员 _count ，在 父类 Person 和 两个子类 Student 和 Graduate 当中打印出地址。

结果输出：

000000EEADF6F508
000000EEADF6F548
000000EEADF6F5A0
-----这是一个分界线-----
00007FF6871B2440
00007FF6871B2440
00007FF6871B2440

我们发现，非静态成员的地址是不一样的，说明在子类当中每一次构造对象时候，都对父类当中的非静态成员进行了拷贝构造；

而 下面的 静态成员的地址是一样的，说明后序子类的对父类的构造，并没有对静态成员进行构造，上述的父类和两个子类都是共用一个静态成员变量。

 由上述例子，我们得出结论，在父类当中定义的 static 静态成员，则在其整个继承体系当中只有这一个静态成员。而且无论派生出多少个子类，都只会实例化这一个静态成员。

 所以我们才会说，对于父类当中的静态成员，其子类其实是继承了，因为可以在子类当中使用这个静态变量；但是这种继承和其他的继承不一样，他不会去在子类当中拷贝构造一个新的静态成员出来，而是整个体系使用一个几台成员。（静态成员继承的是使用权，静态成员同时属于父类和其派生类）

我们上述的例子，还记录了 Person 这个父类，总计创建了多少个派生类（包括Person自己）。实现也非常简单，就是在构造函数当中 ++_count 这个静态成员变量。利用子类在创建时候会先调用父类的构造函数这一特性，来记录派生类创建的个数。

 

复杂的菱形继承及菱形虚拟继承（多继承）

 在现实世界当中，会有一种类别，同时具有两种（多种）类别的特征，也就是同时继承多个父亲。所以在C++当中开发人员也考虑到这种情况的发生，就实现了多继承。

 像我们之前的举的例子都是单继承，如下图所示：

 而多继承是一个子类有多个父亲：

 我们发现，这这种多继承在一般情况下，还是非常符合现实世界的，用起来也是没有问题：

class Student
{
protected:
	int _num; //学号
};

class Teacher
{
protected:
	int _id; // 职工编号
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
	string _majorCourse; // 主修课程
};

上述这个人，既是一个老师，又是一个学生，这种是没有问题的。

但是如果 Assistant 这个人继承的 Student ， Teacher 两个父类都继承了一个 Person 父类的话，就会出问题：

class Person
{
public:
	string _name; // 姓名
};

class Student : public Person
{
protected:
	int _num; //学号
};

class Teacher : public Person
{
protected:
	int _id; // 职工编号
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
	string _majorCourse; // 主修课程
};

 上述这种情况，我们称之为菱形继承。他是多继承的一种特殊情况。

这种情况出现的问题不是对person的多次构造和析构，因为两个构造的person对象是存在于Student 和 Teacher 当中的，不会出问题。

真正的问题是对于 Assistant 对象，拥有了多个 Person 类当中的成员属性。如下图所示：

 在一个 Assistant 类当中有了 两个 Person 当中的 _name 这个属性，但是不是每一个人都有多个名字，一般一个人经常使用的只有一个名字；此时这种情况就是数据冗余和二义性。

 就算你认为一个人可以在不同场景下有两个名字，比如当学生的时候，老师叫你小郑，当老师的时候学生叫你郑老师；其实只是这里的例子太偶然，如果 Person 当中不止一个数据呢？

比如还有 _id 这个成员来表示你的身份证号码，一个人不会有两个身份证号码。

 对于上述的 数据冗余 和 二义性所带来的坑是：

• 数据冗余：对于存储空间有一定会的浪费。
• 二义性：在访问的时候不知道要访问哪一个成员。

 上述例子，如果直接使用 Assistant 的对象来访问 _name ，就会报错，编译器不知道要访问那一个 _name 。如下代码所示：

void Test ()
{
// 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
    Assistant a ;
    a._name = "peter";
}

 手动解决二义性（可以显示制定域来访问某一个 _name ，但是 数据同于问题无法解决）：

// 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题，但是数据冗余问题无法解决
    a.Student::_name = "xxx";
    a.Teacher::_name = "yyy";

 只要使用多继承，就有可能会发生菱形继承，因为只要继承了上一个父类，上一个父类的继承关系就会衍生到这一个子类当中。

 而对于单继承就不会出现多次继承某一个父亲的情况：

 当B对象被构造的时候，会先去构造 B 的父类 A，在构造 A 的时候，又会先构造  Person。所以在B当中是没有两个 Person对象的，Person对象只是在 构造A的时候被构造了一次。

 虚继承

 C++为了解决 上述菱形继承所带来啊的二义性的问题，增加了一个功能——虚继承。

 语法：
在出现菱形继承的“腰部”，使用 virtual 来修饰继承的父类，修饰位置如下所示：
 

 代码：

class Person
{
public :
    string _name ; // 姓名
};

// virtual 修饰
class Student : virtual public Person
{
protected :
    int _num ; //学号
};

// virtual 修饰
class Teacher : virtual public Person
{
protected :
    int _id ; // 职工编号
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected :
    string _majorCourse ; // 主修课程
};

虚继承的原理

 菱形继承的存储结构

 理解原理之前，我们先来搞清楚菱形继承当中的对象模型，所谓对象模型就是这个对象在内存当中存储的结构。

有下面这个例子：

class A
{
public:
	int _a;
};
// class B : public A
class B : public A
{
public:
	int _b;
};
// class C : public A
class C : public A
{
public:
	int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
	int _d;
};
int main()
{
	D d;
	d.B::_a = 1;
	d.C::_a = 2;
	d._b = 3;
	d._c = 4;
	d._d = 5;
	return 0;
}

这个例子中当中 A B C D 四个类的继承关系如下图所示：

 上述例子创建了 一个 D类的对象d，然后把d当中的 B类对象和C类对象当中各自的A类对象中的 _a 成员变量进行了修改，然后再把d当中存储 B类对象当中 _b 成员 和 C 类对象中的 _c 成员修改。最后在对d本身的对象进行修改。

我们在在调试当中查看内存，如下所示：

 看似菱形继承关系很复杂，其实在内存当中的存储结构就是依次顺序存储。

 

 菱形虚拟继承的存储结构 

 

class A
{
public:
	int _a;
};
// class B : public A
class B : virtual public A
{
public:
	int _b;
};
// class C : public A
class C : virtual public A
{
public:
	int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
	int _d;
};
int main()
{
	D d;
	d.B::_a = 1;
	d.C::_a = 2;
	d._b = 3;
	d._c = 4;
	d._d = 5;
    d._a = 0; // 不显示指定域，直接就修改

	return 0;
}

还是上述的例子，但是我们在菱形继承的腰部位置加上了 virtual 修饰（虚拟继承）。

内存中存储如下图所示：

 我们发现，菱形继承和菱形虚拟继承不同点在于：对于 A 类（共同继承的父类）的存储空间不在是 B 和 C 当中都有一个了，而是 B C D 三者共用一个 A对象当中的成员。

 菱形继承的存储结构 和 菱形虚拟继承的存储结构 两者的不同

  在使用 virtual 修饰之后（虚拟继承），共同继承的父类不再是分开存储，而是只存储一个，而派生出的子类（或者是派生类派生出的子类）都共用一个 父类对象。从而，不管是在上述哪一个类当中，修改父类对象当中成员，修改的都是一个对象当中的成员。

 而且，不仅仅是这样，我们发现，虚拟继承 比 继承 还多存储了一些东西：

 

 我们调用内存窗口，查看这两个地址位置存储了什么（如下两图所示）：

 

 在两个地址位置处，存储的都是0，但是在两地址的下一地址处，存储了一些值；第一个是 14，转换为二进制就是 20；第二个是 0c 转化为二进制就是 12；

这里的 20 和 12 代表的就是 在上图 左侧内存块当中，两个多出来的存储地址，距离 A 对象存储地址位置的相对距离（偏移量）；这里可以理解为指向 那 两个多出来的存储地址 的两个指针。

 这里之所以使用偏移量这种方式，来代替指针是因为，对于上述例子 D 类的对象可能不会只有一个，虽然可能 不同的 D类对象 当中存储的值不会相同，但是 其中 B类对象 和 C类对象当中对于上述多出的两个地址位置，和D类对象其中的 A类对象 地址位置的偏移量是相同的，所以不需要每创建一次 D类对象，就要把 其中的A类对象的地址保存；只需要使用偏移量来计算出 A类对象的存储位置即可。也就是说所谓的 一表多用。

 

 如上图所示，创建了 d1 对象 和 d2 对象都可以使用 右边已经计算好的偏移量表（内存块）。

 这里使用 虚基表（存找基类偏移量的表） 的 方式来解决 每创建一个对象都需要 存储 一次 A类对象 地址的问题。

 偏移量存储的意义

  还是上述的 菱形继承的结构，对于 d1._a 是不需要用偏移量去寻找 A类对象当中的 _a 成员的，因为 在 D类对象当中，所有的 D类成员 和 继承的所以 A B C 三个类的成员，都是有自己的声明定义顺序的（之前也描述过），编译器找 基类 （A类）的 _a 尘缘不需要利用偏移量，编译器知道 虚拟继承后，A类对象就存储在 D类对象空间的最后。

 那么既然用不到，那为什么要定义偏移量呢？

其实上述只是一个普通场景，一些特殊场景下会用到，比如下面这个例子：

D d1;
B* pb = &d1;
pb->_a = 0;

这里的 pb 是一个B类型的指针，所以，就算pb直线的是 d1 对象的开头，他去数据也只能取到 一个 B类对象 大小的数据，而 存储 _a 的A类对象 是在 d1 对象的末尾，直接取肯定取不到 _a 的。这时候，就可以用偏移量来找到 A类对象的位置。

 向上述的 pb 其实发生了 切片，本来 B类对象 数在 d1 这个对象里面的，但是要我指针类型是 B* ，用 pb 访问数据的话，不能把 d1 对象的所以数据都访问完，只能访问到从 d1对象起始位置开头的 B类对象大小的数据，那么其余下面的数据就被切片了。

 也正是有了偏移量的存在，在上述这种情况（切片）发生的时候，就不用因为找不到 A类，来进行特殊处理（如果存储的A类地址的话），使用偏移量，在 pb->_a 访问 _a 的时候，只需要按照地址找到 虚基表，计算偏移量就行。

再如下例子感受：

D d;
d->_a = 1;

B b;
b->_a = 2;

B* ptr = &b;
ptr->_a++;

ptr = &d;
ptr->_a++;

因为 B类 也是被 virtual 修饰的，所以在 B类 当中的对象模型，和之前的 d1 对象模型是一样的，都是共用一个 A类。

但是，我们知道 b 对象 和 d 对象 两个对象当中存储的 A类对象都是在其对象的 末尾处，但是对于 ptr = &d 上述说过是要发生切片的，此时的 ptr 指针还是只能访问 B类对象大小的数据，而A类数据不在其中。ptr指针 不能分辨 它此时 指向的对象是 b 还是 d，也就是说上述的两种情况 ptr 是分辨的，所以都是使用的 偏移量计算 来得出 A类对象的存储地址，而不是直接从指向对象的末尾处找（如下图所示）：

 上两处的 ptr->_a++;使用的编译语法都是一样的，都是取 偏移量，计算出 A类对象的地址，然后再对 _a 进行操作。