C++ 虚继承：破解菱形继承的“双亲困境”

1. 菱形继承与虚继承

C++ 是 支持多继承 的语言，允许一个类继承多个基类，该类可以同时拥有多个类的成员函数和成员变量。

多继承的优势在于更高的灵活性（允许构建更复杂的类层次结构），以及更强的代码复用性；同时带来了菱形继承问题。

• 菱形继承问题：当多个基类继承自同一个公共基类时，子类会包含多分基类实例。

D 类会包含两个 A 实例（一个来自 B，一个来自 C），造成二义性。解决方法是 使用虚继承 ，即在派生类继承基类时，使用 virtual 关键字声明基类：

class B : virtual public A {};
class C : virtual public A {};

虚基类 A 由最远派生类 D 构造，D 中只包含一个 A 实例，不再有二义性。

2. 虚继承的实现机制

虚继承的核心在于 虚基类指针 和 虚基类表 。

• 虚基类指针 vbptr ：每个虚继承的 类 都会包含一个隐藏的 vbptr，指向虚基类表；

• 虚基类表 vbtable ：每个虚基类指针（vbptr）指向一个虚基类表。vbtable 存储了一系列偏移量（offset），通过偏移量可以准确定位虚基类的成员变量和函数。

如何观察 vbptr 和 vbtable 呢？

在 MSVC 中，

1. 右键项目 -> 属性 -> C/C++ -> 命令行 -> 其他选项

2. 添加 /d1reportAllClassLayout

/d1reportAllClassLayout

3. 重新编译，输出窗口会显示详细的类内存布局。