C++ 钻石般的传承

C++ Diamond-like inheritance

本文关键字：传承 钻石 C++      更新时间：2023-10-16

我有一个类通道，有两个属性，方向和大小，在施工过程中是固定的。方向只能采用两个值之一，向前 （1） 或向后 （-1）。Size 可以采用任何值，但 0 和任何非零值之间存在物理上有意义的区别。

我希望能够编写接受具有已知方向和/或大小值的 Channel 对象的函数，我想使用派生类来实现这一点：

                            Channel
                               |
       -----------------------------------------------
       |                |              |             |
ForwardChannel  BackwardChannel  ZeroChannel  NonzeroChannel
       |                |              |             |
       |                ----------------            ...
       |                        |      |
       |          BackwardZeroChannel  |
       |                               |
       ---------------------------------
                        |
               ForwardZeroChannel

显然，我没有绘制所有排列。

我尝试这样实现它

class Channel {
  Channel(int direction, int size) { ... };
  ...
}
class ForwardChannel: public virtual Channel {
  ForwardChannel(int size) : Channel(1, size) { ... }
  ...
}
class ZeroChannel: public virtual Channel {
  ZeroChannel(int direction) : Channel(direction, 0) { ... }
  ...
}
class ForwardZeroChannel: public ForwardChannel, ZeroChannel {
  ForwardZeroChannel() : ForwardChannel(0), ZeroChannel(1)
  ...
}

实例化转发通道和零通道工作正常。实例化 ForwardZeroChannel 仅调用不设置值的 Channel 的默认构造函数。我必须将通道（1， 0）添加到初始值设定项列表中：

class ForwardZeroChannel: public ForwardChannel, ZeroChannel {
  ForwardZeroChannel() : Channel(0, 1), ForwardChannel(0), ZeroChannel(1)
  ...
}

但这似乎违背了从ForwardChannel和ZeroChannel衍生出来的一些目的。有没有更好的方法

？
呢

（以下需要 C++11，但它可以移植到 C++99（"模板使用"除外）：

class Channel {
public:
    virtual ~Channel();
protected:
  Channel(int direction, int size);
};
template<bool forward, bool zero>
class ChannelT : public Channel {
public:
    template <bool b = zero, typename T = typename std::enable_if<b>::type>
    ChannelT() : Channel(forward ? 1 : 0, 0) {}
    template <bool b = zero, typename T = typename std::enable_if<!b>::type>
    explicit ChannelT(int size) : Channel(forward ? 1 : 0, size) { assert(size != 0); }
};
template <bool zero> using ForwardChannel = ChannelT<true, zero>;
using ForwardZeroChannel = ChannelT<true, true>;
using ForwardNonZeroChannel = ChannelT<true, false>;
// And so on for the 5 other types...
int main() {
    ForwardZeroChannel forwardZeroChannel;
    ForwardNonZeroChannel forwardNonZeroChannel(42);
    return 0;
}

       class ForwardZeroChannel: public ForwardChannel, ZeroChannel {
           ForwardZeroChannel() : Channel(0, 1), ForwardChannel(0), ZeroChannel(1)
        ...
       }

根据"Herb Shutter"，派生类对象负责通过调用构造函数（在虚拟派生情况下）来初始化父类子对象，否则编译器将通过调用父子对象的构造函数。

另一种选择是将Channel制作为具有纯虚拟大小和方向函数以及默认构造函数的接口。然后ForwardChannel或ZeroChannel从通道派生并实现特定功能。

struct Channel 
{
    virtual int direction() const = 0;
    virtual int size() const = 0;
    virtual ~Channel() {}
};
struct ForwardChannel: virtual public Channel
{
    virtual int direction() const override { return 1; }
};
struct ZeroChannel: virtual public Channel
{
    virtual int size() const override { return 0; }
};
struct ForwardZeroChannel: public ForwardChannel, public ZeroChannel
{
};
int main()
{
    ForwardZeroChannel z;
    return z.size() + z.direction();
}
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