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C++箴言:谨慎使用多继承

作者 佚名技术 来源 程序设计 浏览 发布时间 2012-06-30

触及 multiple inheritance (MI)(多继承)的时候,C++ 社区就会鲜明地分裂为两个基本的阵营。一个阵营认为如果 single inheritance (SI)(单继承)是有好处的,multiple inheritance(多继承)一定更有好处。另一个阵营认为 single inheritance(单继承)有好处,但是多继承引起的麻烦使它得不偿失。在本文中,我们的主要目的是理解在 MI 问题上的这两种看法。

首要的事情之一是要承认当将 MI 引入设计领域时,就有可能从多于一个的 base class(基类)中继承相同的名字(例如,函数,typedef,等等)。这就为歧义性提供了新的时机。例如:

class BorrowableItem { // something a library lets you borrow
public:
 void checkOut(); // check the item out from the library
 ..
};
class ElectronicGadget {
private:
 bool checkOut() const; // perform self-test, return whether
 ... // test succeeds
};
class MP3Player: // note MI here
public BorrowableItem, // (some libraries loan MP3 players)
public ElectronicGadget
{ ... }; // class definition is unimportant
MP3Player mp;
mp.checkOut(); // ambiguous! which checkOut?

注意这个例子,即使两个函数中只有一个是可访问的,对 checkOut 的调用也是有歧义的。(checkOut 在 BorrowableItem 中是 public(公有)的,但在 ElectronicGadget 中是 private(私有)的。)这与 C++ 解析 overloaded functions(重载函数)调用的规则是一致的:在看到一个函数的是否可访问之前,C++ 首先确定与调用匹配最好的那个函数。只有在确定了 best-match function(最佳匹配函数)之后,才检查可访问性。这目前的情况下,两个 checkOuts 具有相同的匹配程度,所以就不存在最佳匹配。因此永远也不会检查到 ElectronicGadget::checkOut 的可访问性。

为了消除歧义性,你必须指定哪一个 base class(基类)的函数被调用:

mp.BorrowableItem::checkOut(); // ah, that checkOut...

当然,你也可以尝试显式调用 ElectronicGadget::checkOut,但这样做会有一个 "you''re trying to call a private member function"(你试图调用一个私有成员函数)错误代替歧义性错误。

multiple inheritance(多继承)仅仅意味着从多于一个的 base class(基类)继承,但是在还有 higher-level base classes(更高层次基类)的 hierarchies(继承体系)中出现 MI 也并不罕见。这会导致有时被称为 "deadly MI diamond"(致命的多继承菱形)的后果。

class File { ... };
class InputFile: public File { ... };
class OutputFile: public File { ... };
class IOFile: public InputFile,
public OutputFile
{ ... };
 

在一个“在一个 base class(基类)和一个 derived class(派生类)之间有多于一条路径的 inheritance hierarchy(继承体系)”(就像上面在 File 和 IOFile 之间,有通过 InputFile 和 OutputFile 的两条路径)的任何时候,你都必须面对是否需要为每一条路径复制 base class(基类)中的 data members(数据成员)的问题。例如,假设 File class 有一个 data members(数据成员)fileName。IOFile 中应该有这个 field(字段)的多少个拷贝呢?一方面,它从它的每一个 base classes(基类)继承一个拷贝,这就暗示 IOFile 应该有两个 fileName data members(数据成员)。另一方面,简单的逻辑告诉我们一个 IOFile object(对象)应该仅有一个 file name(文件名),所以通过它的两个 base classes(基类)继承来的 fileName field(字段)不应该被复制。

C++ 在这个争议上没有自己的立场。它恰当地支持两种选项,虽然它的缺省方式是执行复制。如果那

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