4. Множественное наследование. Виртуальный базовый класс
4.1. Прямые базовые классы
Множественное наследование имеет место, если список порождения содержит более одного базового класса.
Например,
class C: public A, public B
{ ....};
То есть схематично это выглядит так:
Функции, определенные в классах A и B в части public, доступны объекту класса C независимо от того, в каком классе они определены.
С x(...); // действует конструктор класса A, потом B, потом C
x.Fa( );
x.Fb( );
Операция :: здесь не требуется, так как функции имеют разные имена. А если в классах A и B имелась бы функция с одинаковым именем, например, F( ), то обращение к ней с объектом класса C должно содержать операцию ::
x.A:: F( ); или x.B:: F( );
Конструктор класса C отвечает за инициализацию член-данных классов A и B, то есть должен иметь, например, такой вид:
C:: C(int x, int y, int z): A(x), B(y) {c = z;}
Рассмотренный пример – это пример множественного наследования с прямыми базовыми классами. Если же базовые классы A и B в свою очередь порождены от других базовых, то эти последние для класса C будут не прямыми базовыми (или косвенными). Приведем пример такого наследования.
4.2. Виртуальный базовый класс
В случае косвенных базовых классов может возникнуть ошибочная ситуация. Рассмотрим, в чем она заключается. Пусть, например, имеется такая иерархия порождения
Рассмотрим пристальнее, что означает такое наследование:
Эта схема показывает, что объект класса D будет содержать 2 копии член-данного int a класса A, что может привести к двусмысленности. Например, если в классе D есть функция
int D:: Geta() {return a;}
и член-данное a находится в части protected класса A, то компилятор все равно выдаст сообщение об ошибке – «двусмысленность»: так как непонятно член-данное a надо взять из части B:: A или C:: A. Избежать двусмысленности можно, указав явно класс B или C.
int D:: Geta() {return C:: a;}
Однако наличие в дереве наследования нескольких копий одного и того же базового класса не только вносит путаницу, но и приводит к лишним затратам памяти. Чтобы этого не происходило, базовый класс A в списке порождения надо объявить виртуальным:
class B: public virtual A {...};
class C: public virtual A {...};
class D: public B, public C {...};
В этом случае в объектах классов B и C будут сформированы указатели на член-данные базового класса A. То есть картина будет такой:
Э
то
представление классов соответствует
такому дереву наследования:
Из рисунка видно, что в данном случае неоднозначности для член-данного a не будет, так как a – одна ячейка!
Замечание. В рассмотренных двух способах порождения класса D:
не через виртуальный базовый класс A;
через виртуальный базовый класс A
конструктор класса D определяется по-разному. В первом случае конструктор класса D не «заботится» об инициализации член-данных класса A, то есть определяется, например, так
D(int r, int s): B(r), C(s) {...}.
А во втором случае конструктор класса D отвечает и за инициализацию член-данных виртуального базового класса A. То есть должен быть задан, например, так
D(int r, int s, int q): A(r), B(s), C(q) {...}
В заключение рассмотрим пример наследования: порождение класса Kolobok из двух базовых классов Bar и Circ из п. 12 главы 1.
const int CF = 7;
class Bar
{ protected: int h, w, x, y;
public:
Bar(int hh, int ww, int xx, int yy)
{h = hh; w = ww; x = xx; y = yy;}
void Show(int c) { }
};
class Circ
{ int r;
protected: int x, y;
public:
Circ(int rr, int xx, int yy)
{r = rr; x = xx; y = yy;}
void Show(int c) { }
};
class Kolobok: public Circ, public Bar
{ int numb; char * name; // место и имя
public:
Kolobok(int h, int w, int x, int y, int r, int m, char * s):
Bar(h, w, x, y), Circ(r, x + w / 2, y - r)
{numb = m; name = new char [strlen(s) + 1];
strcpy(name, s);
}
~Kolobok() {delete [ ] name;}
void Show(int cb, int cc, int ck)
{Bar:: Show(cb); Circ:: Show(cc);
…
}
};
void main( )
{int x = 200, dx = 100, i;
Kolobok klb[3] = {Kolobok(100, 50, x, 150, 40, 2, “два”),
Kolobok(150, 50, x = x + dx, 100, 35, 1, “один”),
Kolobok(50, 50, x = x + dx, 200, 30, 3, “три”)
};
for(i = 0; i < 3; i++)
klb[i].Show(4, 14, 12);
Kolobok *pbc = new Kolobok(50, 50, 300, 400, 50, 4);
pbc –> Show(3, 12, 14);
delete pbc;
}