C++多重继承同名父类成员访问与虚继承钻石问题问询

核心问题成因 #

你当前的输出不符合预期本质是虚继承的设计特性导致的：

• 当你使用virtual公开继承ClapTrap时，整个继承树中只会生成唯一一份ClapTrap类实例，对应的_hitpoints是该实例的唯一成员，不存在ScravTrap和FragTrap各自独立的_hitpoints副本。
• 实例化DiamondTrap时构造顺序为：先调用虚基类ClapTrap构造函数将_hitpoints设为0 → 按继承顺序调用ScravTrap构造函数将_hitpoints改为1 → 调用FragTrap构造函数将_hitpoints改为2 → 最后执行DiamondTrap构造函数。此时唯一的_hitpoints已经被覆盖为2，不管加不加类作用域前缀访问的都是同一个变量，所以输出两个2。

至于你添加using ScravTrap::_hitpoints后输出不变的原因：using声明仅修改名字查找的默认优先级，不会改变该名字对应的实际内存地址，它仍然指向唯一的虚基类_hitpoints成员，所以值不会变化。

需求实现方案 #

你要求「仅调用一次ClapTrap构造函数，同时能分别访问ScravTrap和FragTrap各自的_hitpoints」，需要把两类成员拆分存放：

• 所有子类共享的公共成员放在虚基类ClapTrap中，保证仅生成一份、仅构造一次
• ScravTrap、FragTrap各自需要独立维护的成员（比如_hitpoints）放在派生类自身的定义中，不要继承自虚基类

修改后代码示例：

#include <iostream>
class ClapTrap
{
public:
    ClapTrap(void)
    { 
        // 仅初始化所有子类共享的公共成员
        _commonAttr = 0;
    }
    ~ClapTrap() { }

protected:
    // 所有子类共享的公共属性，仅存一份
    int _commonAttr;
};

class ScravTrap : public virtual ClapTrap
{
public:
    ScravTrap(void)
    { 
        // 自己类独有的_hitpoints，和FragTrap的互不干扰
        _hitpoints = 1; 
    }
    ~ScravTrap() { }

protected:
    int _hitpoints;
};

class FragTrap : public virtual ClapTrap
{
public:
    FragTrap(void)
    { 
        // 自己类独有的_hitpoints
        _hitpoints = 2; 
    }
    ~FragTrap() { }

protected:
    int _hitpoints;
};

class DiamondTrap : public ScravTrap, public FragTrap
{
public:
    DiamondTrap(void)
    { 
        std::cout << ScravTrap::_hitpoints << std::endl;
        std::cout << FragTrap::_hitpoints << std::endl;
    }
    ~DiamondTrap() { }
};

int main()
{
    DiamondTrap d;
    // 输出为预期的1、2，且ClapTrap仅构造一次
}

如果你不要求ClapTrap只构造一次，也可以直接去掉两个派生类继承时的virtual关键字，此时会生成两份ClapTrap副本，也能得到1、2的输出，但不符合你补充的仅构造一次的要求。

分父类继承不同成员的实现 #

可以实现从不同父类继承不同成员：

• 若两个父类的成员名不同，直接正常访问即可，不会冲突
• 若两个父类存在同名成员，你可以通过using声明指定默认使用哪个父类的成员，需要访问另一个时加上类作用域前缀即可。

示例：

class ScravTrap : public virtual ClapTrap
{
protected:
    int _energyPoints = 10;
    int _attackDamage = 20;
};

class FragTrap : public virtual ClapTrap
{
protected:
    int _energyPoints = 30;
    int _attackDamage = 40;
};

class DiamondTrap : public ScravTrap, public FragTrap
{
public:
    // 指定默认访问ScravTrap的_energyPoints，FragTrap的_attackDamage
    using ScravTrap::_energyPoints;
    using FragTrap::_attackDamage;
    
    void test() {
        std::cout << _energyPoints << std::endl; // 输出10，默认用ScravTrap的
        std::cout << FragTrap::_energyPoints << std::endl; // 加前缀访问FragTrap的，输出30
        std::cout << _attackDamage << std::endl; // 输出40，默认用FragTrap的
        std::cout << ScravTrap::_attackDamage << std::endl; // 加前缀访问ScravTrap的，输出20
    }
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kubo