Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Когда у класса есть несколько базовых классов, производный класс вполне может унаследовать одноименный член от двух и более своих базовых классов. При использовании этого имени без уточнения класса происходит неоднозначность.

Например, если классы ZooAnimalи Endangeredопределяют функцию-член max_weight(), а класс Pandaне определяет ее, то следующий вызов ошибочен:

double d = ying_yang.max_weight();

В результате наследования класс Pandaполучает две функции-члена max_weight(), что совершенно допустимо. Наследование создает потенциальную неоднозначность. Ее вполне можно избежать, если объект Pandaне будет вызывать функцию-член max_weight(). Ошибки также можно избежать, если явно указать требуемую версию функции: ZooAnimal::max_weight()или Endangered::max_weight(). Ошибка неоднозначности произойдет только при попытке использования функции без уточнения.

Неоднозначность двойного наследования функции-члена max_weightвполне очевидна и логична. Удивительно узнать то, что ошибка произошла бы, даже если у двух наследованных функций были разные списки параметров. Точно так же эта ошибка произошла бы даже в случае, если бы функция max_weight()была закрытой в одном классе и открытой или защищенной в другом. И наконец, если бы функция max_weight()была определена в классе Bear, а не в классе ZooAnimal, то вызов все равно был бы ошибочен.

Как обычно, поиск имени осуществляется под контролем соответствия типов (см. раздел 6.4.1). Когда компилятор находит имя функции max_weight()в двух разных областях видимости, он оповещает об ошибке неоднозначности.

Проще всего избежать потенциальных неоднозначностей, определив версию такой функции в производном классе. Например, снабдив класс Pandaфункцией max_weight(), можно решить все проблемы:

double Panda::max_weight() const {

return std::max(ZooAnimal::max_weight(),

Endangered::max_weight());

}

Упражнение 18.26. С учетом иерархии кода для упражнений объясните, почему ошибочен следующий вызов функции print()? Исправьте структуру MIтак, чтобы позволить этот вызов.

MI mi;

mi.print(42);

Упражнение 18.27. С учетом иерархии кода для упражнений и того, что в структуру MIдобавлена приведенная ниже функция foo(), ответьте на следующие вопросы:

int ival;

double dval;

void MI::foo(double cval) {

int dval;

// варианты вопросов упражнения располагаются здесь ...

}

(a) Перечислите все имена, видимые из функции MI::foo().

(b) Видимы ли какие-нибудь имена из больше чем одного базового класса?

(c) Присвойте локальному экземпляру переменной dvalсумму переменных-членов dvalобъектов классов Base1и Derived.

(d) Присвойте значение последнего элемента вектора MI::dvecпеременной-члену Base2::fval.

(e) Присвойте переменной-члену cvalкласса Base1первый символ строки svalкласса Derived.

struct Base1 {

void print(int) const; // по умолчанию открыты

protected:

int ival;

double dval;

char cval;

private:

int *id;

};

struct Base2 {

void print(double) const; // по умолчанию открыты

protected:

double fval;

private:

double dval;

};

struct Derived : public Base1 {

void print(std::string) const; // по умолчанию открыты

protected:

std::string sval;

double dval;

};

struct MI : public Derived, public Base2 {

void print(std::vector); // по умолчанию открыты

protected:

int *ival;

std::vector dvec;

};

Хотя список наследования класса не может включать тот же базовый класс несколько раз, класс вполне может унаследовать тот же базовый класс многократно. Тот же базовый класс может быть унаследован косвенно, от двух его собственных прямых базовых классов, либо он может унаследовать некий класс и прямо, и косвенно, через другой из его базовых классов.

Например, библиотечные классы ввода-вывода istreamи ostreamпроисходят от общего абстрактного базового класса basic_ios. Этот класс содержит буфер потока и управляет флагом состояния потока. Класс iostream, способный и читать, и писать в поток, происходит непосредственно и от класса istream, и от класса ostream. Поскольку оба класса происходят от класса basic_ios, класс iostreamнаследует этот базовый класс дважды: один раз от класса istreamи один раз от класса ostream.

По умолчанию объект производного класса содержит отдельные части, соответствующие каждому классу в его цепи наследования. Если тот же базовый класс наследуется несколько раз, то у объекта производного класса будет больше одного внутреннего объекта этого типа.

Для такого класса, как iostream, это стандартное поведение не работает. Объект класса iostreamдолжен использовать тот же буфер и для чтения, и для записи, а его флаг должен отражать состояние операций и ввода, и вывода. Если у объекта класса iostreamбудут две копии объекта класса basic_ios, то их совместное использование невозможно.

В языке С++ для решения этой проблемы используется виртуальное наследование (virtual inheritance). Виртуальное наследование позволяет классу указать, что его базовый класс будет использоваться совместно. Совместно используемый внутренний объект базового класса называется виртуальным базовым классом (virtual base class). Независимо от того, сколько раз тот же базовый виртуальный класс присутствует в иерархии наследования, объект производного класса содержит только один совместно используемый внутренний объект этого виртуального базового класса.

В прошлом велись дебаты о принадлежности вида панда к семейству енотов или медведей. Чтобы отобразить эти сомнения, изменим класс Pandaтак, чтобы он происходил и от класса Bear, и от класса Raccoon. Чтобы избавить класс Pandaот двух частей базового класса ZooAnimal, определим наследование классов Bearи Raccoonот класса ZooAnimalкак виртуальное. Новая иерархия представлена на рис. 18.3.

Рис. 18.3. Виртуальное наследование в иерархии класса Panda

Глядя на новую иерархию, можно заметить неочевидный аспект виртуального наследования. Виртуальное наследование должно быть осуществлено прежде, чем в нем возникнет потребность. Например, в этих классах потребность в виртуальном наследовании возникает только при определении класса Panda. Но если бы классы Bearи Raccoonне определили бы свое происхождение от класса ZooAnimalкак виртуальное, конструкция класса Pandaбыла бы неудачна.