Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

На практике необходимость наличия промежуточного базового класса при виртуальном наследовании редко создает проблемы. Обычно иерархия классов, в которой используется виртуальное наследование, разрабатывается сразу и одним лицом (или группой разработчиков). Ситуации, когда разработку виртуального базового класса необходимо поручить независимому производителю, чрезвычайно редки, а разработчик нового базового класса не может внести изменения в существующую иерархию.

Виртуальное наследование влияет на те классы, которые происходят от виртуального базового класса впоследствии; оно не влияет на класс производный непосредственно.

Базовый класс объявляется виртуальным при помощи ключевого слова virtualв списке наследования:

// порядок расположения ключевых слов public и virtual несуществен

class Raccoon : public virtual ZooAnimal { /* ... */ };

class Bear : virtual public ZooAnimal { /* ... */ };

Здесь класс ZooAnimalобъявлен виртуальным базовым для классов Bearи Raccoon.

Спецификатор virtualзаявляет о готовности совместно использовать единый экземпляр указанного базового класса в последующих производных классах. Нет никаких особых ограничителей на классы, используемые как виртуальные базовые классы.

Для наследования от класса, имеющего виртуальный базовый класс, не нужно ничего особенного:

class Panda : public Bear,

public Raccoon, public Endangered {

};

Здесь класс Pandaнаследует класс ZooAnimalчерез два своих базовых класса — Raccoonи Bear. Но поскольку эти классы происходят от класса ZooAnimalвиртуально, у класса Pandaесть только одна часть базового класса ZooAnimal.

Объектом производного класса можно манипулировать как обычно, при помощи указателя или ссылки на базовый класс, хотя он и является виртуальным. Например, все следующие преобразования для базового класса объекта класса Pandaвполне допустимы:

void dance(const Bear&);

void rummage(const Raccoon&);

ostream& operator<<(ostream&, const ZooAnimal&);

Panda ying_yang;

dance(ying_yang); // ok: передает объект Panda как Bear

rummage(ying_yang); // ok: передает объект Panda как Raccoon

cout << ying_yang; // ok: передает объект Panda как ZooAnimal

Поскольку виртуальному базовому классу соответствует только один совместно используемый внутренний объект, к членам объекта этого базового класса можно обратиться непосредственно и однозначно. Кроме того, если член виртуального базового класса переопределяется только в одной ветви наследования, к этому переопределенному члену класса можно обратиться непосредственно. Если член переопределяется больше чем одним базовым классом, то производный класс вообще должен определить собственную версию этого члена.

Предположим, например, что класс Вопределяет члены по имени x; класс D1виртуально наследует класс В, как и класс D2; а класс Dпроисходит от классов D1и D2. Из области видимости класса Dчлен xвидим через оба своих базовых класса. Есть три возможности использовать член xчерез объект класса D:

• Если член xне будет определен ни в классе D1, ни в D2, то будет использован член класса В; никакой неоднозначности нет. Объект класса Dсодержит только один экземпляр члена x.

• Если xявляется членом класса Ви одного (но не обоих) из классов D1или D2, никакой неоднозначности снова нет: версия в производном классе имеет приоритет перед совместно используемым виртуальным базовым классом B.

• Если член xопределяется и в классе D1, и в классе D2, то прямой доступ к этому члену неоднозначен.

Как и в иерархии с невиртуальным множественным наследованием, подобная неоднозначность лучше всего устраняется переопределением члена в производном классе.

Упражнение 18.28. Рассмотрим следующую иерархию класса. Можно ли в классе vmiобращаться к унаследованным членам без уточнения? Какие из них требуют полностью квалифицированных имен? Объясните, почему.

struct Base {

void bar(int); // по умолчанию открыты

protected:

int ival;

};

struct Derived1 : virtual public Base {

void bar(char); // по умолчанию открыты

void foo(char);

protected:

char cval;

};

struct Derived2 : virtual public Base {

void foo(int); // по умолчанию открыты

protected:

int ival;

char cval;

};

class VMI : public Derived1, public Derived2 { };

При виртуальном наследовании виртуальный базовый класс инициализируется конструктором самого последнего производного класса . В рассматриваемом примере при создании объекта класса Pandaинициализацию членов базового класса ZooAnimalконтролирует конструктор класса Panda.

Чтобы понять это правило, рассмотрим происходящее при применении обычных правил инициализации. В этом случае объект виртуального базового класса мог бы быть инициализирован несколько раз. Он был бы инициализирован вдоль каждой ветви наследования, содержащей этот виртуальный базовый класс. В данном примере, если бы к классу ZooAnimalприменялись обычные правила инициализации, то части Bearи Raccoonинициализировали бы часть ZooAnimalобъекта класса Panda.

Конечно, каждый базовый класс в иерархии объекта мог бы в некоторый момент быть "более производным". Поскольку вполне можно создавать независимые объекты класса, производного от виртуального базового класса, конструкторы в этом классе должны инициализировать его виртуальный базовый класс. Например, когда в рассматриваемой иерархии создается объект класса Bear(или Raccoon), никакого дальнейшего применения производного класса нет. В данном случае конструкторы класса Bear(или Raccoon) непосредственно инициализируют базовую часть ZooAnimal, как обычно:

Bear::Bear(std::string name, bool onExhibit) :

ZooAnimal(name, onExhibit, "Bear") { }

Raccoon::Raccoon(std::string name, bool onExhibit) :

ZooAnimal(name, onExhibit, "Raccoon") { }

Когда создается объект класса Panda, он является наиболее производным типом и контролирует инициализацию совместно используемого базового класса ZooAnimal. Даже при том, что класс ZooAnimalне является прямым базовым классом для класса Panda, часть ZooAnimalинициализирует конструктор класса Panda: