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鉆石繼承問題：派生類同時從多個基類繼承相同函數時出現的無法確定調用哪個函數版本的問題。解決方案：虛繼承：創建基類的虛表指針，確保函數調用始終指向最具體的基類實現。實戰案例：cylinder 類從 circle 和 rectangle 繼承，使用虛繼承避免鉆石繼承，確保總調用 cylinder 類的 getarea() 函數實現。

C++ 函數繼承詳解：應對“鉆石繼承”

簡介

函數繼承是 C++ 中的一項強大特性，允許派生類訪問和重用基類的函數。然而，當多個基類具有相同的函數時，可能會出現稱為“鉆石繼承”的問題。本文將探討鉆石繼承及其解決方案，并提供實戰案例。

鉆石繼承

當一個派生類同時從兩個或多個基類繼承相同的函數時，就會發生鉆石繼承。這會導致無法確定哪個函數版本在派生類中被調用。

class Base1 {
public:
    void print() {
        std::cout << "Base1 print" << std::endl;
    }
};

class Base2 {
public:
    void print() {
        std::cout << "Base2 print" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base1, public Base2 {
public:
    void print() {
        // 調用哪個基類的 print() 函數？
    }
};

登錄后復制

在上述示例中，Derived 類從 Base1 和 Base2 繼承，這兩個基類都有相同的 print() 函數。當調用 Derived::print() 時，無法確定是否調用 Base1::print() 或 Base2::print()。

避免鉆石繼承

避免鉆石繼承的一個常見解決方案是使用虛繼承。虛繼承會創建基類的虛表指針，而不是復制基類的對象。這確保了針對派生類的函數調用總是指向最具體的基類實現。

class Base1 {
public:
    virtual void print() {
        std::cout << "Base1 print" << std::endl;
    }
};

class Base2 {
public:
    virtual void print() {
        std::cout << "Base2 print" << std::endl;
    }
};

class Derived : public virtual Base1, public virtual Base2 {
public:
    void print() override {
        std::cout << "Derived print" << std::endl;
    }
};

登錄后復制

在上面的示例中，Base1 和 Base2 使用了虛繼承。這確保了 Derived::print() 將始終調用 Derived 類的實現。

實戰案例

考慮一個計算圖形面積的示例。我們有一個基類 Shape，它定義了計算面積的 getArea() 函數。我們還有兩個派生類 Circle 和 Rectangle，它們提供形狀特定的面積計算。

class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double radius) : _radius(radius) {}
    double getArea() override {
        return 3.14 * _radius * _radius;
    }
private:
    double _radius;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double width, double height) : _width(width), _height(height) {}
    double getArea() override {
        return _width * _height;
    }
private:
    double _width;
    double _height;
};

登錄后復制

為了實現“套筒”形狀，我們創建了一個派生類 Cylinder，它從 Circle 和 Rectangle 繼承。然而，由于 Circle 和 Rectangle 都有 getArea() 函數，因此 Cylinder 將面臨鉆石繼承問題。

class Cylinder : public Circle, public Rectangle {
public:
    Cylinder(double radius, double height) : Circle(radius), Rectangle(radius, height) {}
};

登錄后復制

為了避免鉆石繼承，我們使用虛繼承：

class Cylinder : public virtual Circle, public virtual Rectangle {
public:
    Cylinder(double radius, double height) : Circle(radius), Rectangle(radius, height) {}
};

登錄后復制

現在，Cylinder 類的 getArea() 函數總是調用它派生的最具體類（即 Cylinder）的實現。