限制 C++ 中虚拟基类的对象共享

Question

我知道 C++ 中的物理和虚拟继承。但是，我想知道这个模型是否可以通过任何设计模式或技巧来实现。

不应修改 E 和 F 类及其基类。想象它们来自外部库。

E 和 F 以下的所有内容都是开放的。可以引入中间帮助类、非成员函数、模板......所有可以实现这一点的东西：

           BaseClass
           /       \
          /         \
         A           A
        / \         / \
       /   \       /   \
      B     C     B     D
       \   /       \   /
        \ /         \ /
         E           F
          \         /
           \       /
            \     /
           FinalClass

注意，E 和 F 不能共享一个 A。FinalClass 确实应该包含 2 个 A。 我的问题是，创建 E 或 F 需要 B、C 和 D 虚拟继承 A .. 但是，如果 A 是虚拟基类，那么编译器只会在 FinalClass 中创建一个 A 对象，而不是两个不同的那些。

所以，我想你们中的许多人会在这里推荐组合而不是继承。但是，组合在这里建模“具有”关系而不是“是”关系。 在解释中，我希望 FinalClass 真正表现得像 E 或 F，包括能够将其转换为这些类。

Answer 1

这种布局在 C++ 中是不可行的，即使有额外的帮助类。

B 继承自 A 的事实，并且您希望一方面与 C 共享 A 继承，另一方面与 D 共享继承，这要求 B、C 和 D 虚拟继承自 A。但随后将共享 A穿过钻石的两个分支。

替代方案

还有什么选择？

• 如果你设法打破钻石左右分支之间的 A 共享，你也会打破公共基础的共享。

• 如果您要引入一些中间类 A1、A2 来在您的分支中实现左右共享，那么您会遇到这样一个事实，即 B 都必须继承一个或另一个

• 唯一的出路可能是为 B 提供一个重复的类。

最后一个解决方案不满足您的要求，但如下所示：

struct Base { int x; };
struct A : public virtual Base { int a; };
struct AC : public A{};  // synonym 
struct B : public virtual A { int b; };
struct BC : public virtual AC { int b;  }; // !! clone !! 
struct C : public virtual AC { int c; };
struct D : public virtual A { int d; };
struct E : public BC, C { int e; };
struct F : public B, D { int f; };
struct Final : public E, F { };

这里是会员的访问权限：

Final f;
f.x = 2;    // unambiguous:  there's onely one of it 
f.f = 1; 
f.e = 2; 
f.d = 3; 
f.c = 4; 
//f.b = 5;   // ambiguous:  there are two of it 
f.E::b = 5;  // successful desambiguation
f.F::b = 6;  // successfuldesambiguation
//f.a = 7;   // ambiguous:  there are two of it
f.E::a = 7;  // successful desambiguation
f.F::a = 8;  // successful desambiguation

回到你的问题陈述：你说你不能在 E 和 F 以上进行干预。在这种情况下，你的选择非常有限：

• 你公开继承
• 您通过一些中间类私下继承

但是共享的效果是一样的，如下代码演示（在上面的顶部）：

class FI : private F  // make F private
{ public: 
    void set_xa(int u, int v) { x = u; a= v; }
    void show_xa() { cout << "x:" << x << " a:" << a << endl; }
};
class EI : private E  // make E private
{
public:
    void set_xa(int u, int v) { x = u; a = v; }
    void show_xa() { cout << "x:" << x << " a:" << a << endl; }
};

struct Final3 : public EI, public FI { }; 

Final3 h;
h.EI::set_xa(3, 4);
h.FI::set_xa(5, 6);
h.EI::show_xa(); 
h.FI::show_xa();
// the shared virtually inherited memebers are still shared !

结论：

通过继承，您完全受制于 E 和 F 之上的设计，不允许您影响。

所以第一个问题是：

• 难道你不能改变这个设计（即克隆一个 B）吗？
• 在两个分支之间放置 A 不是不可接受的吗（毕竟可能有正当理由）？

如果您对这两个问题的回答都是否定的，那么您将不得不进行组合，并实现一种 proxy design pattern，其中您的组合对象是您的两个组件的代理。