Виртуальное наследование

Виртуальное наследование - это механизм C++, который применяется при множественном наследовании для того, чтобы избежать дублирования базового класса в иерархии. Если два класса наследуются от одного общего базового класса, а затем от них наследуется ещё один класс, то без виртуального наследования этот общий базовый класс будет присутствовать в конечном классе дважды. Ключевое слово virtual указывается перед именем базового класса в списке наследования и говорит компилятору, что данный базовый класс должен быть представлен в производных классах только в одном экземпляре.

Синтаксис

class Base { };
class Derived1 : virtual public Base { };
class Derived2 : virtual public Base { };
class Final : public Derived1, public Derived2 { };

Ключевое слово virtual может стоять как перед спецификатором доступа, так и после него. Оба варианта равнозначны.

Пример

Рассмотрим классическую проблему ромбовидного наследования без использования virtual:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	int value = 10;
};

class Derived1 : public Base { };
class Derived2 : public Base { };

class Final : public Derived1, public Derived2
{
public:
	void print()
	{
		// cout << value; // ошибка: неоднозначность
	}
};

int main()
{
	Final obj;
	cout << obj.Derived1::value << endl;
	cout << obj.Derived2::value << endl;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

10
10

Здесь value существует в объекте дважды, и обращение obj.value вызовет ошибку неоднозначности.

Пример

Теперь применим виртуальное наследование и посмотрим, как изменится поведение:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	int value = 10;
};

class Derived1 : virtual public Base { };
class Derived2 : virtual public Base { };

class Final : public Derived1, public Derived2
{
public:
	void print()
	{
		cout << value << endl;
	}
};

int main()
{
	Final obj;
	obj.print();
	obj.value = 20;
	obj.print();
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

10
20

Теперь value существует в единственном экземпляре, и обращение к нему однозначно.

Пример

Виртуальное наследование также влияет на порядок вызова конструкторов. Рассмотрим пример:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	Base() { cout << "Base" << endl; }
};

class Derived1 : virtual public Base
{
public:
	Derived1() { cout << "Derived1" << endl; }
};

class Derived2 : virtual public Base
{
public:
	Derived2() { cout << "Derived2" << endl; }
};

class Final : public Derived1, public Derived2
{
public:
	Final() { cout << "Final" << endl; }
};

int main()
{
	Final obj;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

"Base"
"Derived1"
"Derived2"
"Final"

Конструктор виртуального базового класса вызывается один раз и до конструкторов промежуточных классов.

Смотрите также

ключевое слово virtual,
которое объявляет виртуальные функции
раздел множественное наследование,
который описывает наследование от нескольких классов
раздел наследование,
который описывает базовый механизм наследования
раздел абстрактные классы,
которые часто используются с виртуальным наследованием