多重继承：Java vs C++

Question

最近在阅读《编程语言与实践》一书中的一些文章后，提到Java中的多接口继承与C++中的多类继承没有同样的问题。

但我不明白为什么会这样。 java如何在存在C++实现错误的情况下使用多接口继承？？

有没有办法在 C++ 中替换多重继承以避免实现问题？？

为了更具体的最后一条语句，可以说我们有：

class A {...};
class B : public A {...};
class C : public A {...};
class D : public B, public C {...};

然后类 D 继承类 B，C，它们都继承类 A。因此，如果 A 有一个字段变量，那么 B，C 将具有相同的变量名，那么 D 将具有什么变量（从 B 或 C 继承）。为了避免这种情况，我们是否可以编写上面的代码而不使用多重继承但结果相似？

这个问题不是重复的，因为它没有关注示例中的最终继承是什么，而是要了解 Java-C++ 多重继承之间的区别（参见上面的第一个问题）以及是否有办法建议克服一些多重继承问题（如上）。

Answer 1

Java（与 C++ 不同）不允许 state 的 multiple inheritance，因此不会受到 diamond problem 的影响。

它允许通过接口实现type的多重继承（一个类可以实现多个接口）。

从 Java 8 开始，还通过接口中的default 方法实现了行为的多重继承。

Answer 2

但我不明白为什么会这样。 java如何在存在C++实现错误的情况下使用多接口继承？？？

这是可能的，因为Java 不允许多重继承，而只能从多个接口 多重实现。

实现不同于继承。

多重继承的一般问题是（简而言之t）两个类可能会定义不同的方式来做同样的事情，并且子类无法选择选择哪一个。

由于java中的interface可以only声明方法的签名而不实现它们，所以如果派生多个接口就不存在这个问题。

总之，为了避免这个问题，Java直接禁止多重继承，只允许接口的多重实现。

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有没有办法在c++中替换多重继承以避免实现问题？？？

我能给你的第一个建议是避免设计如此复杂。

无论如何，您在问题中暴露的问题很常见，称为diamond problem。

C++ 提供了一个解决方案，以使用virtual inheritance 来解决该问题。

让一个继承图：

    A
 /     \
B       C
 \     /
    D

这就是问题所在：

默认情况下，C++ 分别遵循每个继承路径，因此 D 对象实际上将包含两个单独的 A 对象，并且必须正确限定 A 成员的使用。

这是关于virtual继承的简要说明：

如果从A 到B 的继承以及从A 到C 的继承都标记为“虚拟”（例如，“class B : virtual public A”），C++ 会特别注意只创建一个A 对象，A 的成员的使用工作正常。如果虚拟继承和非虚拟继承混合使用，则到 A 的每个非虚拟继承路径都有一个虚拟 A 和一个非虚拟 A。

简而言之，使用virtual 继承可以防止部分类A 在类D 中重复。

Answer 3

为了避免这种情况，我们是否可以编写上面的代码而不使用多重继承但结果相似？

它遵循一个最小的工作示例：

struct A {};
struct B {};
struct C {};

struct D {
    operator A&() { return a; }
    operator B&() { return b; }
    operator C&() { return c; }

private:
    A a;
    B b;
    C c;
};

void f(const B &b) {}

int main() {
    D d;
    f(d);
}

如果您不想创建显式层次结构，但仍想使用 D 的实例，其中需要引用 B，则上述解决方案效果很好。
如您所见，它基于组合而不是继承。
当然，它有一些限制，例如，您不能将指向 D 的指针转换为指向 B 的指针。

它是否符合您的要求主要取决于真正的问题，所以我不能说。
无论如何，这是一个类似于inner class idiom 的可行解决方案，如果您有兴趣了解更多详细信息。

Answer 4

Java 中的“多重继承”并不是真正的多重继承。由于 Java 只能通过使用接口来创建菱形问题。

接口只是对子类中已实现方法的引用，因为接口不能实现方法。

所以子类不能有不同实现的父类。从哪个接口继承该方法并不重要，因为不存在任何实现。

编辑：哦，我忘了Java是如何通过引入default方法来破坏接口背后的原理的……