C++基本概念复习之二：多重继承 虚继承 纯虚函数（抽象类）

一、多重继承：

#include <iostream>

using namespace std;

class Horse

{

public:

Horse(){cout<<"Horse constructor...";}

virtual ~Horse(){cout<<"Horse destructor...";}

virtual void whinny()const{cout<<"Whinny!..";}

private:

int itsAge;

};

class Bird

{

public:

Bird(){cout<<"Bird constructor...";}

virtual ~Bird(){cout<<"Bird destructor...";}

virtual void chirp()const{cout<<"Chirp!...";}

virtual void fly(){cout<<"Fly!!!";}

private:

int itsWeight;

};

class Pegasus:public Horse,public Bird

{

public:

Pegasus(){cout<<"Pegasus constructor...";}

//飞马也以鸟鸣的方式叫，但叫出来的声音是马的声音

//注意const不能少，否则就不能覆盖父类中的虚方法

//void chirp()const,从而多态调用失败

//掉了const导致的后果是隐藏，将来通过子类

//对象的指针、引用或者子类对象本身，都无法调用父类的

//同名方法，另一方面，通过指向子类对象的父类类型的指针

//也不能达到动态绑定从而多态调用，调用的永远是父类的

//方法

virtual void chirp()const{whinny();}

virtual ~Pegasus(){cout<<"Pegasu destructor...";}

};

int main()

{

Horse * ranch[2];

Bird * aviary[2];//鸟笼和农场的容量都是2

//观察打印的每一行可以看出每个对象的创建过程

ranch[0]=new Horse;//初始化农场

cout<<endl;

ranch[1]=new Pegasus;

cout<<endl;

aviary[0]=new Bird;//初始化鸟笼

cout<<endl;

aviary[1]=new Pegasus;

cout<<endl;

cout<<"*********************"<<endl;

ranch[0]->whinny();cout<<endl;

ranch[1]->whinny();cout<<endl;

aviary[0]->chirp();aviary[0]->fly();cout<<endl;

aviary[1]->chirp();aviary[1]->fly();cout<<endl;

cout<<"*********************"<<endl;

//观察打印的每一行可以看出每个对象的销毁过程

delete ranch[0];//清理农场

cout<<endl;

delete ranch[1];

cout<<endl;

delete aviary[0];//清理鸟笼

cout<<endl;

delete aviary[1];

cout<<endl;

//上面的子类对象能得以正确析构，要归功于虚析构函数

return 0;

}

打印结果：

避免歧义：

上面的代码中，若Horse和Bird类中都有getColor方法（可能是虚方法，也可能不是），且该方法在两个类中的签名完全一致，对子类来说，这两个方法都继承了，问题也随之而来：

1、当我们在客户端使用子类对象来调用该方法时：

Pegasus pgs;

pgs.getColor();

会告诉错误，因为编译器不知道该调用哪个getColor。解决办法，要么让子类有自己的getColor方法（覆盖父类的getColor），我们可以在子类自己的getColor方法指定调用哪个父类的getColor，或者都不调用，子类的getColor有自己全新的逻辑；要么在调用的时候指定调谁的：pgs.Bird::getColor（）。

2、如果我们在客户端用这样调用：

Pegasus pgs;

Horse h=pgs;

h.getColor();

则不会有任何歧义，这种调用方式不会引入多态机制，永远调用父类的方法——与java不同。

3、如果这样调用：

Pegasus pgs;

Horse* ph=&pgs;//或者通过引用

ph->getColor();

也不会有任何歧义，这也不会引入多态机制，仅仅是在调用父类方法。

注意，上面所说的歧义，与getColor是不是虚方法没有关系，即，仅仅靠虚方法不能避免歧义，解决办法与1类似。

另一种歧义：

现在的情况是：马和鸟都继承自动物类Animal，由于飞马从马和鸟多继承，导致飞马对象的内存结构是这样的：

这五块内容，构成一个完整的飞马Pegasu对象，其中有两块一模一样的数据：Animal。这是飞马的两个直接父类从共同的基类Animal继承而来的。代码如下：

#include <iostream>

using namespace std;

enum COLOR{BLACK,RED,BLUE};

class Animal

{

public:

void baseFunc(){cout<<"Animal func..."<<endl;}

};

class Horse:public Animal

{

};

class Bird:public Animal

{

};

class Pegasus:public Horse,public Bird

{

};

int main()

{

Pegasus pgs;

Horse* ph=&pgs;

ph->baseFunc();//无歧义

pgs.baseFunc();//有歧义

return 0;

}

二、虚继承解决歧义：

虚继承得到的最终子类对象的内存模型：

从而能消除上面引起的歧义。代码：

#include <iostream>

using namespace std;

enum COLOR{BLACK,RED,BLUE};

class Animal

{

public:

void baseFunc(){cout<<"Animal func..."<<endl;}

};

class Horse:virtual public Animal

{

};

class Bird:virtual public Animal

{

};

class Pegasus:public Horse,public Bird

{

};

int main()

{

Pegasus pgs;

Horse* ph=&pgs;

ph->baseFunc();//无歧义

pgs.baseFunc();//无歧义，虚继承解决歧义

return 0;

}

虚继承引进的一个注意事项是：共同基类（这里指Animal）的初始化任务，由最终子类完成。——上述代码没有体现这一点，但要注意。所谓的“类的初始化”这种说法，严格来说，并不确切。对于上面的内存模型，它是一个最终子类对象的内存模型，即是一个Pegasu对象，我们给其所占内存里的内容编上号，从上到下从左至右，分别为0，1，2，3：

可以这样理解：整个（0，1，2，3）构成的是一个完整的飞马对象，而0块内容是一个Animal对象，1和0是一个Horse对象，2和0是一个Bird对象。上面所说的“基类的初始化”，意指0块内容的初始化。不涉及虚继承的情况下，父类的初始化，都在直接子类完成——通过在子类构造的参数列表后面手动调用父类相应的构造来完成。

经验总结：在单继承可行的情况，不要使用多继承，避免带来的开销及额外的风险。

三、纯虚函数（抽象类）：

有纯虚函数的类是抽象类。抽象类不能实例化，它存在的意义类似java中的接口和抽象类，将后代共同的操作统一声明，至于具体如何实现，后代自己决定。一旦在父类中定义一个纯虚函数，就对子类提出这样的要求：要想使子类不是抽象类，就必须要覆盖实现这个纯虚函数，要覆盖父类中的每个纯虚函数。

虚函数可以有自己的实现。往往它完成的是通用的、基本的工作，通常的做法是：在子类具体的覆盖实现中，调用父类纯虚函数的实现来完成共同的基本操作。其实虚函数也能做到这一点，不过父类必须给出虚函数实现，而不能仅仅是声明。从抽象的角度来讲，具有纯虚函数的类抽象程度更大一些，它仅有通用方法的声明即可，且不能被实例化。