继承构造函数和虚拟基类答案

【问题标题】：Inheriting constructors and virtual base classes继承构造函数和虚拟基类
【发布时间】：2013-10-24 08:16:32
【问题描述】：

我即将创建一个异常类层次结构，它在概念上看起来有点像这样：

#include <iostream>
#include <stdexcept>

class ExceptionBase : public std::runtime_error {
public: 
    ExceptionBase( const char * msg ) : std::runtime_error(msg) {}
};

class OperationFailure : virtual public ExceptionBase {
public: 
    using ExceptionBase::ExceptionBase;
};

class FileDoesNotExistError : virtual public ExceptionBase {
public: 
    using ExceptionBase::ExceptionBase;
};

class OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError
    : public OperationFailure, FileDoesNotExistError {
public: 
    using ExceptionBase::ExceptionBase; // does not compile
};

int main() {
    OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError e("Hello world!\n");

    std::cout << e.what();
}

所有构造函数的外观都应与ExceptionBase 类的构造函数相同。派生的异常仅在类型上有所不同，否则没有附加功能。上面代码中提到的最后一个异常类型也应该有这些构造函数。这可能使用 C++11 标准的继承构造函数功能吗？如果这是不可能的：有什么替代方案？

（顺便说一句：在上面的代码中，OperationFailure 和 FileDoesNotExistError 类不是用 gcc 4.8 编译的，而是用 clang 3.4 编译的。显然，gcc 拒绝继承虚拟基的构造函数。知道谁是就在这里。两个编译器都拒绝了 OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError 类，因为继承的构造函数不是从直接基类继承的。）

【问题讨论】：

钻石继承？甜蜜。
乐趣始于 3、2、1...
也许您需要使用using OperationFailure::OperationFailure？但可能由于双重继承，它不会起作用。
在创建对象（使用参数化 ctor）时，即使是最近的 g++4.9 也无法编译 OperationFailure。当用非虚拟替换虚拟继承时，它可以工作。我建议您为 gcc 提交错误报告，因为我在标准中找不到任何禁止这样做的内容，而最新提案 N2540 明确允许这样做。
我会提交错误报告。

标签： c++ c++11 virtual-inheritance inheriting-constructors

【解决方案1】：

继承构造函数就像为您指定的所有构造函数引入包装函数。在您的情况下，您必须调用 OperationFailure 和 FileDoesNotExistError 的特定构造函数，但引入的包装器只会调用它们中的任何一个。

我刚刚检查了the latest C++11 draft（第 12.9 节），但它并没有真正明确地涵盖您的情况。

【讨论】：

默认ctors的隐式声明不受using-declaration的禁止，因此OperationFailure和FileDoesNotExistError仍然有默认ctors。但是我不确定它们是否格式正确，因为它们没有正确初始化虚拟基类。
如果OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError（我们称这个类为O）中的这个using-declaration是合法的，它会引入一个相当于O(char const* msg) : ExceptionBase( static_cast<char const*&&>(msg) ) {}的ctor。但是，这个 ctor 格式错误，因为它调用了两个直接基类的已删除默认 ctor。后者格式错误（已删除），因为它们没有初始化虚拟基类，请参阅 [class.ctor]/5。
（另见DR1567）。

【解决方案2】：

using-declaration用于继承构造函数时，需要直接基类[namespace.udecl]/3

如果这样的using-declaration命名了一个构造函数，nested-name-specifier应该命名一个被定义类的直接基类；否则它会引入通过成员名称查找找到的声明集。

即在您的情况下，OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError 中的 using-declaration 不会继承，而是重新声明（作为别名）或取消隐藏 ExceptionBase 的 ctor 的名称。

您必须为 OperationFailedBecauseFileDoesNotExistError 编写一个非继承 ctor。

顺便说一句，这对于非虚拟基类来说很好：继承 ctor 的 using-declaration 重写为：

//using ExceptionBase::ExceptionBase;

OperationFailure(char const * msg)
: ExceptionBase( static_cast<const char*&&>(msg) )
{}

由于您只能在 mem-initializer-list 中初始化直接基类（或虚拟基类），因此非虚拟基类限制 使用-声明只从直接基类继承ctors。

继承 ctors 提案的作者已经意识到这会破坏对虚拟基类 ctors 的支持，请参阅N2540：

通常，为具有虚拟基的类继承构造函数定义将是不正确的，除非虚拟基支持默认初始化，或者虚拟基是直接基，并命名为转发到的基。同样，所有数据成员和其他直接基必须支持默认初始化，否则任何使用继承构造函数的尝试都将是错误的。注意：使用时格式错误，未声明。

【讨论】：