多重继承问题 三

• 多重继承可能产生多个虚函数表

编程实验： 多重继承问题 三

#include <iostream>

using namespace std;

class BaseA
{
public:
    virtual void funcA()
    {
        cout << "BaseA::funcA()" << endl;
    }
};

class BaseB
{
public:
    virtual void funcB()
    {
        cout << "BaseB::funcB()" << endl;
    }
};

class Derived : public BaseA, public BaseB
{

};

int main()
{
    Derived d;
    BaseA* pa = &d;
    BaseB* pb = &d;
    BaseB* pbe = (BaseB*)pa;                         // 注意这里！！
    BaseB* pbc = dynamic_cast<BaseB*>(pa);           // 注意这里！

    cout << "sizeof(d) = " << sizeof(d) << endl;
    
    cout << "Using pa to call funcA()..." << endl;
    pa->funcA();
    
    cout << "Using pb to call funcB()..." << endl;
    pb->funcB();
    
    cout << "Using pbc to call funcB()..." << endl;
    pbc->funcB();

    cout << "Using pbe to call funcB()..." << endl;  // 注意这里！！
    pbe->funcB();

    return 0;
}

输出：
sizeof(d) = 8
Using pa to call funcA()...
BaseA::funcA()
Using pb to call funcB()...
BaseB::funcB()
Using pbc to call funcB()...
BaseB::funcB()
Using pbe to call funcB()...
BaseA::funcA()

分析：
1. sizeof(d) = 8 ==>  d 中包含两个虚函数表指针

2. dynamic_cast<BaseB*>(pa); 编译器做了什么?
   由于使用了 dynamic_cast 关键字，编译器会检查 pa 指针指向的对象d。
   查看 d 对象存在父类 BaseA, BaseB, 于是判定dynamic_cast<BaseB*>(pa);的强制类型转换合法。
   在强制类型转换时，对指针做一个修正，使得 pbe 指向 pb 所指的位置。

3. BaseB* pbe = (BaseB*)pa;  pbe->funcB();
   BaseA 类型指针 pa 指向 d 对象，将 pa 赋值给 BaseB 类型，“等价于”将 d 对象地址赋值给 pbe 指针。 
   那么使用 BaseB 类型指针 pbe 调用 funcB(), 为什么 BaseA 类中的 funcA() 会被调用呢？
   

Derivated d;
BaseA* pa = &d;
BaseB* pb = &d;
BaseB* pbb = (BaseB*)pa;

1. 类 BaseA 与 类 BaseB 定义的成员结构相同，那么生成的虚函数表结构也将相同；
2. funcA() 与 funcB() 是虚函数，那么函数的调用将通过虚函数表指针完成；
3. BaseB* pbe = (BaseB*)pa; ==> C 方式的强制类型转换将导致 pbe 指针指向 pa 指针指向的地址；
4. pbe->funcB(); ==> 实际将在 pa 指针指向处查找虚函数表指针vptr, 因为条件1，于是在 vptr1 指针指向的虚函数表中查找到 funcA() 并成功调用。

正确的使用多重继承

• 工程开发中的 ”多重继承“ 方式：

单继承某个类 + 实现（ 多个 ） 接口

表象是多继承，但在面向对象语义中已不再是多继承（仅继承自一个类，其它类都是接口）

编程实验： 正确的多继承方式

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
protected:
    int mi;
public:
    Base(int i)
    {
        mi = i;
    }
    int getI()
    {
        return mi;
    }
    bool equal(Base* obj)        // 注意这里
    {
        return (this == obj);
    }
};

class Interface1
{
public:
    virtual void add(int i) = 0;
    virtual void minus(int i) = 0;
};

class Interface2
{
public:
    virtual void multiply(int i) = 0;
    virtual void divide(int i) = 0;
};

class Derived : public Base, public Interface1, public Interface2
{
public:
    Derived(int i) : Base(i)
    {
    }
    
    void add(int i)
    {
        mi += i;
    }
    void minus(int i)
    {
        mi -= i;
    }
    void multiply(int i)
    {
        mi *= i;
    }
    void divide(int i)
    {
        if( i != 0 )
        {
            mi /= i;
        }
    }
};

int main()
{
    Derived d(100);
    Derived* p = &d;
    Interface1* pInt1 = &d;
    Interface2* pInt2 = &d;
    
    cout << "p->getI() = " << p->getI() << endl;
    
    pInt1->add(10);
    pInt2->divide(11);
    pInt1->;minus(5);
    pInt2->multiply(8);
    
    cout << "p->getI() = " << p->getI() << endl;
    
    cout << endl;
    
    cout << "pInt1 == p : " << p->equal(dynamic_cast<Base*>(pInt1)) << endl;
    cout << "pInt2 == p : " << p->equal(dynamic_cast<Base*>(pInt2)) << endl;

    return 0;
}

输出：
p->getI() = 100
p->getI() = 40

pInt1 == p : 1
pInt2 == p : 1

• 一些有用的工程建议

  • 先继承自一个父类，然后实现多个接口
  • 父类中提供equal()成员函数
  • equal() 成员函数用于判断指针是否指向当前对象
  • 与多重继承相关的强制类型转换用 dynamic_cast 完成

小结

• 多继承可能出现多个虚函数表指针
• 与多重继承相关的强制类型转换用 dynamic_cast 完成
• 工程开发中采用 ”单继承多接口“ 的方式使用继承
• 父类提供成员函数用于判断指针是否指向当前对象

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！