《Effective C++ 中文版 第三版》讀書(shū)筆記
** 條款 40：明智而審慎地使用多重繼承 **
一旦涉及多重繼承 （multiple inheritance涎跨；MI）：
程序有可能從一個(gè)以上的 base class 繼承相同名稱（如函數(shù)、typedef 等）窿侈。那會(huì)導(dǎo)致較多的歧義機(jī)會(huì)泪勒。例如：
class BorrowableItem {
public:
void checkOut();
};
class ElectronicGadet {
private:
bool checkOut() const;
};
class MP3Player: public BorrowableItem
public ElectronicGadet
{...};
MP3Player mp;
mp.checkOut();//歧義田藐，調(diào)用的是哪個(gè)checkOut潜秋？
即使兩個(gè)之中只有一個(gè)可取用（ElectronicGadet 是 private）恨溜。這與 C++ 用來(lái)解析重載函數(shù)調(diào)用的規(guī)則相符：在看到是否有個(gè)函數(shù)可取之前垃杖，C++ 首先確認(rèn)這個(gè)函數(shù)對(duì)此調(diào)用之言是最佳匹配男杈。找出最佳匹配才檢驗(yàn)其可取用性。本例的兩個(gè) checkOut 有相同的匹配程度缩滨。沒(méi)有所謂最佳匹配势就。因此 ElectronicGadget::checkOut 的可取用性就從未被編譯器審查。
為了解決這個(gè)歧義脉漏，必須明白指出你要調(diào)用哪個(gè) base class 內(nèi)的函數(shù)：
mp.BorrowableItem::checkOut();
你當(dāng)然也可以明確調(diào)用 ElectronicGadget::checkOut()苞冯，但然后你會(huì)獲得一個(gè) “嘗試調(diào)用 private 成員函數(shù)” 的錯(cuò)誤。
當(dāng)即稱一個(gè)以上的 base classes侧巨，這些 base classes 并不常在繼承體系中有更高級(jí)的 base classes舅锄，因?yàn)槟菚?huì)導(dǎo)致要命的 “鉆石型多重繼承”：
class File{...};
class InputFile: public File {...};
class OutputFile: public File{...};
class IOFile: public InputFile,
public OutputFile
{...};
任何時(shí)候只要你的繼承體系中某個(gè) base class 和某個(gè) derived class 之間有一條以上的想通路線，你就必須面對(duì)這樣一個(gè)問(wèn)題：是否打算讓 base class 內(nèi)的成員經(jīng)由每一條路徑被復(fù)制司忱？假設(shè) File 有個(gè)成員變量 fileName皇忿，那么 IOFile 應(yīng)給有兩份 fileName 成員變量。但從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)坦仍，簡(jiǎn)單的邏輯告訴我們鳍烁，IOFile 對(duì)象只有一個(gè)文件名稱，所以他繼承自兩個(gè) base class 而來(lái)的 fileName 不能重復(fù)繁扎。
C++ 的缺省做法是執(zhí)行重復(fù)幔荒。如果那不是你要的糊闽，你必須令那個(gè)帶有此數(shù)據(jù)的 base class（也就是 File）成為一個(gè) virtual base class。必須令所有直接繼承自它的 classes 采用 “virtual 繼承”：
class File{...};
class InputFile: virtual public File {...};
class OutputFile: virtual public File{...};
class IOFile: public InputFile,
public OutputFile
{...};
C++ 標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)內(nèi)含一個(gè)多重繼承體系爹梁，只不過(guò)其 class 是 class template： basic_ios右犹，basic_istream，basic_ostream 和 basic_iostream姚垃。
從正確行為來(lái)看念链，public 繼承應(yīng)該總是 virtual。如果這是唯一一個(gè)觀點(diǎn)积糯，規(guī)則很簡(jiǎn)單：任何時(shí)候當(dāng)你使用 public 繼承掂墓，請(qǐng)改用 virtual public 繼承。但是看成，正確性并不是唯一觀點(diǎn)梆暮。為避免繼承來(lái)的成員變量重復(fù)，編譯器必須提供若干幕后戲法绍昂，其后果就是：使用 virtual 繼承的那些 classes 所產(chǎn)生的對(duì)象往往比使用 non-virtual 繼承的兄弟們體積大啦粹，訪問(wèn) virtual base classes 的成員變量時(shí)，也比訪問(wèn) non-virtual base classes 成員變量速度慢窘游。
virtual 繼承的成本還包括其他：支配 “virtual base classes 初始化” 的規(guī)則比起 non-virtual base 的情況遠(yuǎn)為復(fù)雜和不直觀唠椭。virtual base 的初始化責(zé)任是由繼承體系中的最底層（most derived）class 負(fù)責(zé)，1忍饰、class 若派生自 virtual base class 而需要初始化贪嫂，必須認(rèn)知其 virtual bases —— 不論那些 bases 距離多遠(yuǎn)，2艾蓝、當(dāng)一個(gè)新的 derived class 加入繼承體系中力崇，它必須承擔(dān)起 virtual bases（不論直接或間接）的初始化工作。
我們對(duì) virtual 繼承的忠告：第一赢织，非必要不要使用 virtual bases亮靴。第二，如果必須使用 virtual bases于置，盡可能避免在其中放置數(shù)據(jù)茧吊。這樣你就不需擔(dān)心這些 classes 身上的初始化（和賦值）所帶來(lái)的詭異事情了。
下面看看這個(gè) C++ Interface class：
class IPerson{
public:
virtual ~IPerson();
virtual std::string name() const = 0;
virtual std::string birthDate() const =0;
};
//factory function,根據(jù)一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的數(shù)據(jù)庫(kù)ID創(chuàng)建一個(gè)Person對(duì)象
std::tr1::shared_ptr<IPerson> makePerson(DatabaseID personIdentifier);
DatabaseID askUserForDatabaseID();
DatabaseID id(askUserForDatabaseID());
std::tr1::shared_ptr<IPerson> pp(makePerson(id));
假設(shè)一個(gè)派生自 IPerson 的具象 class CPerson八毯，它必須提供 “繼承自 Iperson” 的 pure virtual 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼搓侄。我們可以寫(xiě)出這些，但更好的是利用既有組件话速。例如有個(gè)既有的數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān) class讶踪，PersonInfo：
class PersonInfo{
public:
explicit PersonInfo(DatabaseID pid);
virtual ~PersonInfo();
virtual const char* theName()const;
virtual const char* theBirthDate() const;
private:
virtual const char* valueDelimOpen() const;
virtual const char* valueDelimClose() const;
};
PersonInfo 被設(shè)計(jì)用來(lái)協(xié)助以各種格式打印數(shù)據(jù)庫(kù)字段，每個(gè)字段值的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)以特殊字符串為界泊交。默認(rèn)為 “[”,“]”乳讥，但并非人人都愛(ài)方括號(hào)筹麸，所以提供兩個(gè) virtual 函數(shù) valueDelimOpen 和 ValueDelimClose 語(yǔ)序 derived class 設(shè)定他們自己的頭尾界限符號(hào)。PersonInfo 成員函數(shù)將調(diào)用這些 virtual 函數(shù)雏婶，把適當(dāng)?shù)慕缦薹?hào)添加到它們的返回值上。PersonInfo::theName 的代碼看起來(lái)像這樣：
const char* PersonInfo::valueDelimOpen() const
{
return "[";//default
}
const char* PersonInfo::valueDelimClose() const
{
return "]";//default
}
const char* PersonInfo::theName() const
{
//保留緩沖區(qū)給返回值使用：static白指，自動(dòng)初始化為“全0”
static char value[Max_Formatted_Field_Value_Length];
//寫(xiě)入起始符號(hào)
std::strcpy(value, valueDelimOpen());
//將value內(nèi)的字符串附到這個(gè)對(duì)象的name成員變量中
//寫(xiě)入結(jié)尾符號(hào)
std::strcat(value, valueDelimClose());
return value;
}
所以 theName 返回的結(jié)果不僅僅取決于 PersonInfo 也取決于從 PersonInfo 派生下去的 classes留晚。
Cperson 和 personInfo 的關(guān)系是，PersonInfo 剛好有若干函數(shù)可幫助 Cperson 比較容易實(shí)現(xiàn)出來(lái)告嘲。因此它們的關(guān)系是 is-implemented-in-term-of错维。這種關(guān)系可以兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)：復(fù)合和 private 繼承。一般復(fù)合必要受歡迎橄唬，本例之中 Cperson 要重新定義 valueDelimOpen 和 valueDelimClose赋焕，所以直接的解法是 private 繼承。
Cperson 還有必須實(shí)現(xiàn) Iperson 的接口仰楚，那得要 public 繼承才能完成隆判。這導(dǎo)致多重繼承的一個(gè)通情達(dá)理的應(yīng)用：將 “public 繼承自某接口” 和 “private 繼承自某實(shí)現(xiàn)” 結(jié)合在一起：
class Cperson: public IPerson, private PersonInfo{
public:
explicit Cperson(DatabaseID pid): PersonInfo(pid){}
virtual std::string name() const
{
return PersonInfo::theName();
}
virtual std::string birthDate() const
{
return PersonInfo::theBirthDate();
}
private:
const char* valueDelimOpen() const {return "";}
const char* valueDelimClose() const {return "";}
};
如果你唯一能提出的設(shè)計(jì)涉及多重繼承，你應(yīng)該再努力想一想 —— 幾乎可以說(shuō)一定會(huì)有某些方案讓單一繼承行的通僧界。然而有時(shí)候多繼承的確是完成任務(wù)最簡(jiǎn)潔侨嘀、最易維護(hù)、最合理的做法捂襟，就別害怕使用它咬腕。只是確定，的確在明智而審慎的情況下使用它葬荷。
請(qǐng)記渍枪病：
多重繼承比單一繼承復(fù)雜。它可能導(dǎo)致新的歧義性宠漩，以及對(duì) virtual 繼承的需求举反。
virtual 繼承會(huì)增加大小、速度扒吁、初始化（及賦值）復(fù)雜度等等成本照筑。如果 virtual base class 不帶任何數(shù)據(jù)，將是最具實(shí)用價(jià)值的情況瘦陈。
多重繼承的確有正當(dāng)用途凝危。其中一個(gè)情節(jié)涉及 “public 繼承某個(gè) Interface class” 和 “private 繼承某個(gè)協(xié)助實(shí)現(xiàn)的 class” 的兩相組合。
