虚拟继承对构造函数的影响

Question

我已经开始学习虚拟继承（以及如何解决从具有相同父代的两个父类派生一个类的问题）。为了更好地了解其背后的机制，我举了一个下面的例子：

class A {
public: 
    A(string text = "Constructor A") { cout << text << endl; }
};

class B:  public A {
public:
    B(): A("A called from B") { cout << "Constructor B" << endl; }
};

class C : virtual public A {
public:
    C() : A("A called from C") { cout << "Constructor C" << endl; }
};

class D :  public B,  public C {
public: 
    D() { cout << "Constructor D" << endl; }
};

我有class A，从class B派生的A，实际上从class C派生的A和从class D和B派生的C。在主要我只是形成class D的对象：D d;，我得到以下输出

Constructor A
A called from B
Constructor B
Constructor C
Constructor D

让我烦恼的是，为什么会有“构造函数A”表示没有被class B或C调用。并且为什么在“ Constructor C”之前没有“ A from C”。对于后者，我知道它实际上与class C的虚拟派生有关，因此我猜它不会再次调用Constructor A，因为来自class A的对象已经形成（实际上是两次）。

编辑：

总的来说，我只使一个对象类型为D。

int main() {
  D d;
}

Answer 1

首先，由于B是非虚拟地从A派生的，所以D最终有两个A子对象（好像您根本没有使用virtual继承一样。

[非虚拟A由B()构造（因此为"A called from B"），并且在构造时虚拟将打印"Constructor A"。

这是因为虚拟（可能是间接）基的构造函数总是由派生最多的类（D）的构造函数调用，而不是由任何中间基类（C）的构造函数调用。

这意味着: A("A called from C")中的C()被忽略（因为您没有构造独立的C）。并且，由于D()在其成员初始化器列表中未提及A，因此虚拟A的构造没有任何参数（就好像由: A()一样）。

---

另外，值得一提的是，所有虚拟基础都是constructed before非虚拟基础。

因此您的代码保证可以在Constructor A之前打印A called from B。

Answer 2

问题

您的代码忘记了什么，并且A对象中仍然有两个D对象。您可以通过将公共int test成员添加到A并尝试以下代码来验证此声明。您将获得两个不同的地址：

D d;
cout << &d.B::test <<endl;   // the non virtual A subobject of B
cout << &d.C::test <<endl;   // the virtual A subobject of C

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解决方案

所有类虚拟共享A并直接从A继承必须声明虚拟继承。因此，您需要更正B类：

class B:   virtual public A {...}  // you forgot the virtual here 

上面的代码段可以按预期工作，您甚至可以寻址d.test而不会出现任何歧义错误。 Online demo

编辑：A的精致构造>

C ++规则要求每个对象都带有虚拟A子对象，以为A提供构造函数。对于您的情况，D应该提供虚拟A的结构。

由于没有显式构造函数，因此D将查找默认构造函数A。它找到一个，因为您为A构造函数提供了默认参数。这具有误导性，因为它实际上告诉您“构造函数”是D在使用它。

如果删除此默认参数，则代码将不再编译。然后，您需要类似以下内容来正确构建A：

class A {
public: 
    int test; 
    A(string text) { cout << "A is constructed: "<<text << endl; }
};

class D :  public B,  public C {
public: 
    D() : A("Mandatory, if there is no default consructor") { cout << "Constructor D" << endl; }
};
Online demo

为什么这样的C ++构造规则？

因为当您具有虚拟继承时，没有理由将A的B构造画在C的构造上。也不相反。另一方面，B和C都定义了如何构造其A子对象。为了解决选择正确结构时的歧义，决定了该规则。如果虚拟类没有默认构造函数，可能会很痛苦。

Answer 3

[当类型具有虚拟基数时，虚拟基数是从最派生类型的构造函数构造的。因此，从D的构造函数中调用了“构造函数A”。