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乐器网站模板,优购商城网站建设,百度推广优化中心,网站页面优化方法《你真的了解C吗》No.024#xff1a;菱形继承的解决方案——虚继承的内存布局 导言#xff1a;死亡之钻的产生 想象一个经典的继承结构#xff1a;类 B 和 类 C 都继承自类 A#xff0c;而类 D 同时继承了 B 和 C。 class A { public: int data; }; class B : public A {};…《你真的了解C吗》No.024菱形继承的解决方案——虚继承的内存布局导言死亡之钻的产生想象一个经典的继承结构类B和 类C都继承自类A而类D同时继承了B和C。classA{public:intdata;};classB:publicA{};classC:publicA{};classD:publicB,publicC{};物理上的灾难在类D的内存布局中它会包含两份类A的拷贝一份来自 B一份来自 C。当你尝试访问d.data时编译器会陷入恐慌你是要 B 里的那个data还是 C 里的那个一、 救星出现virtual继承为了解决这种冗余和歧义C 引入了虚继承Virtual Inheritance。classB:virtualpublicA{};classC:virtualpublicA{};classD:publicB,publicC{};当A变成了“虚基类”后无论它在继承链中被提到多少次在最终的派生类D中它只会存在一个唯一的实例。二、 物理真相它是如何实现的虚继承的实现比普通继承要复杂得多因为它打破了 C 传统的“连续内存布局”假设。为了共享同一个A编译器必须引入一套偏移机制。在大多数编译器如 GCC 或 MSVC中虚继承的实现包含以下核心点虚基类指针vbptr在B和C的对象中编译器会增加一个隐藏的指针。这个指针指向一张虚基类表vbtbl。间接访问在D内部访问A的成员不再是通过简单的硬编码偏移量而是先找到vbptr。从vbtbl中查出A距离当前位置的真实偏移量Offset。根据偏移量找到那个唯一的A。共享基类置底在D的内存布局中B和C的部分会排在前面而共享的A被放置在内存的最末尾。三、 虚继承的昂贵代价虚继承虽然优雅地解决了歧义但它并不是免费的午餐空间开销每个对象都需要额外的vbptr。时间开销每次访问虚基类的成员都要经历一次额外的指针寻址和偏移计算。这比普通继承要慢。初始化的责任在虚继承中最底层的派生类D必须直接调用虚基类A的构造函数。B和C对A的构造调用会被编译器自动忽略。这是为了防止A被初始化两次。四、 架构建议谨慎动用在现代 C 设计中我们通常遵循**“组合优于继承”**的原则。如果非要用多重继承也建议尽量让基类保持为“接口类”即只有纯虚函数没有数据成员。如果基类没有数据成员菱形继承带来的“冗余”问题就消失了大部分你也就不再需要承受虚继承带来的复杂内存模型和性能损耗。总结空间的博弈普通继承追求速度内存布局紧凑但在多重继承下会产生数据冗余。虚继承追求逻辑一致性通过引入vbptr和偏移量确保基类唯一。虚继承是 C 解决复杂对象关系的一种“兜底”机制它体现了 C 在处理复杂多态时的极致灵活性。下一篇预告聊完了继承的结构我们要聊聊继承中的“暗号”。当你在派生类写了一个和基类同名但参数不同的函数时你以为你在重载但编译器却在“杀人灭口”。➡️《你真的了解C吗》No.025隐藏Hiding而非覆盖Overriding的陷阱。