复杂的钻石问题:C++虚拟继承

Complex diamond issue: C++ virtual inheritance

本文关键字：C++ 虚拟 继承 问题 钻石 复杂      更新时间：2023-10-16

我有一个钻石问题，看起来像这样：

__ A
/    |
|  B  |  
v|/v v|v  v
B2   B3    C
v  /v   /
B4    /
   /
D

我尝试了很多方法来制作最好的虚拟继承以获得没有重复项，但我找不到解决方案。类 A 包含一个位置。下面是一个示例输出：

Call: A() position pointer is: 0x2203be8
Call: B()
Call: B2() position pointer is: 0x2203be8
Call: B3() position pointer is: 0x2203be8
Call: C() position pointer is: 0x2203a28
Call: B4() position pointer is: 0x2203be8
Call: D() position pointer is: 0x2203a28

为什么 D 和 C 没有相同的位置指针？为什么这个 A：:p osition 没有构造函数？我应该进行什么虚拟继承来解决这个问题？谢谢。

编辑：

下面是一个代码示例：

class A;
class B;
class B2 : public virtual B, public virtual A;
class B3 : public virtual B, public virtual A;
class C : public virtual A;
class B4 : public virtual B2, public virtual B3;
class D : public B4, public C;

编辑2： 为了进行输出，我将以下代码放在每个构造函数中：

A::A()
{
std::cerr << "Call: A() position pointer is: " << &_position << std::endl;
}

既然你说下面的代码(适用于我的实现)对你来说已经坏了，那么显然代码不是问题。问题出在您的设置中的其他内容上;也许是编译器错误。您应该缩小可能导致问题的其他原因;由于代码本身被排除为问题，也许最好的下一步是更新编译器。

无论如何，这使得这个问题相当特定于您的设置。如果您确实找到了可能适用于其他人的解决方案，那么您应该回来发布它。在那之前，我投票结束这个问题。

我正在尝试重现您的问题。这是我使用的代码：

#include <iostream>
struct A { int a; };
struct B { int b; };
struct B2 : virtual B, virtual A {};
struct B3 : virtual B, virtual A {};
struct B4 : virtual B2, virtual B3 {}; // these virtuals are unnecessary in this case...
struct C : virtual A {};
struct D : B4, C {};
int main() {
D d;
std::cout << &((B4*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((B3*)(B4*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((B2*)(B4*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((A*)(B2*)(B4*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((A*)(B3*)(B4*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((C*)&d)->a << 'n';
std::cout << &((A*)(C*)&d)->a << 'n';
}

但是我得到的结果符合预期，其中每个对象的a成员都是相同的。如果我在构造函数中也使用打印地址，我会得到相同的结果：http://ideone.com/8FdQ1O

如果我稍作更改并从 C 的定义中删除virtual关键字：

...
struct C : A {};
...

(使用构造函数的版本)

那么我确实看到了你描述的问题，C 有自己的 A 子对象，与 B2、B3 和 B4 使用的虚拟对象不同。

您确定在所有需要的地方都使用了virtual关键字吗？您显示的结果似乎表明您在某处错过了它。我还注意到，您显示的输出与您显示的代码片段反映的构造函数顺序不同;输出首先显示 A()，但代码指示应首先执行 B()。

虚拟

继承的工作方式是，大多数派生类型将包含每个类型的单个虚拟子对象，该子对象实际上继承在继承树中的任何位置。此外，派生最多的类型将包含每个非虚拟继承实例的子对象：

struct A {};
struct B : virtual A {};
struct C : A, B {};
struct D : virtual A, C {};
struct E : A, D {};
struct F : virtual A, E {};
struct G : A, F {};
G g;

g总共包含四个A子对象;每次A非虚拟继承时(C、E和G)一个，A虚拟继承的所有时间(B、D和F)一次。

你目前有什么代码？ 看起来解决方案将是：

class D;
class C : public virtual D;
class B4 : public virtual D;
class B2 : public virtual B4;
class B3 : public virtual B4;
class B : public B2, public B3;
class A : public B2, public B3, public C;

基于您的图表。 如果我读错了，A 是基础，而不是 D。 那么它需要看起来像这样：

class A;
class B;
class B2 : public virtual B, public virtual A;
class B3 : public virtual B, public virtual A;
class C : public virtual A;
class B4 : public virtual B2, public virtual B3;
class D : public B4, public C;

为什么 D 和 C 没有相同的位置指针？

因为您实际上是从 B4 和 C 继承 D。这意味着您有两个 A 副本(和两个指针)。

在 D 构造函数中 &B4：:p osition 不同于 &C：:p osition

为什么这个 A：:p osition 没有构造函数？

不知道，您的 A 类是否有可能有多个构造函数，并且 C：：C() 调用默认静默构造函数？

我应该进行什么虚拟继承来解决这个问题？

让一切变得虚拟。这意味着您需要从 D：:D() 显式调用每个构造函数(即

A：：A()，B：：B()，B2：：B2()，B3：：B3()，C：：C() )。Tbh 我认为你应该重新考虑你的等级制度。我不知道细节，但似乎您的问题通过组件设计得到了更清晰的解决方案。

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