C++菱形继承场景下如何从不同父类获取指定属性值
问题原因分析
这个问题是C++虚拟继承的固有构造规则导致的:
- 当使用虚拟继承时,虚基类A的构造函数只由继承层级最底层的最终派生类D直接调用,所有中间父类B、C的初始化列表中对A构造函数的调用都会被完全忽略。你代码里B、C初始化列表中给A传参设置
_points=20、_energy=30的逻辑,在构造D对象时根本没有执行,只有D初始化列表调用的A(name)生效,把两个属性都初始化为10。 - 虚拟继承下整个D对象中只有一份A类子对象,
B::_points、C::_energy本质上指向的都是A类的同一个成员变量,不存在B专属的_points、C专属的_energy,所以赋值时拿到的自然是A构造后的10。
解决方案
方案1:保留虚拟继承,将B、C的属性赋值逻辑移到构造函数体内
虚拟继承下B、C的构造函数体内容会正常执行,只需要把要设置的属性值写在构造函数体里即可生效:
#include <iostream> class A { protected: std::string _name; int _points; int _energy; public: A(std::string name, int points, int energy) : _name(name), _points(points), _energy(energy) { } A(std::string name) : _name(name), _points(10), _energy(10) { } }; class B : public virtual A { public: B(std::string name): A(name, 20, 20) { // 构造函数体内设置points,构造D时该逻辑会正常执行 _points = 20; } }; class C : public virtual A { public: C(std::string name) : A(name, 30, 30) { // 构造函数体内设置energy,构造D时该逻辑会正常执行 _energy = 30; } }; class D : public B, public C { private: std::string _name_d; public: D(std::string name): A(name), B(name), C(name), _name_d(name) { A::_name = "another name"; _points = B::_points; _energy = C::_energy; std::cout << "name class D " << _name_d << std::endl; std::cout << "name class A " << A::_name << std::endl; std::cout << "energy class D " << _energy << std::endl; std::cout << "points class D " << _points << std::endl; } }; int main(void) { D d("Bill"); return 0; }
修改后运行输出完全符合预期:
name class D Bill name class A another name energy class D 30 points class D 20
方案2:不使用虚拟继承,保留两份A类子对象
如果你确实需要B、C各自持有独立的A类成员,去掉继承时的virtual关键字即可,此时D对象中会存在两份独立的A类子对象,分别属于B和C,可以独立访问:
// 修改B、C的继承声明,去掉virtual class B : public A { public: B(std::string name): A(name, 20, 20) {} }; class C : public A { public: C(std::string name) : A(name, 30, 30) {} }; // D构造函数访问A成员时需要明确指定父类路径 D(std::string name): B(name), C(name), _name_d(name) { B::A::_name = "another name"; _points = B::_points; _energy = C::_energy; // 其余输出逻辑不变 }
该方案的缺点是D中存在两份A子对象,会占用额外内存,访问A类成员时必须加路径前缀避免二义性,可根据实际需求选择。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Миля Валиева
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