C++ 虚继承派生类构造函数的写法

昨天做题时候发现的问题

普通的继承中，我们可以在当前类（C）构造函数的初始化表中指明如何去构造直接父类（B），然后在该父类（B）构造函数的初始化表中指明如何构造祖先类（A）。

示例代码

class A
{
public:
    A() {}
    A(int d):data(d) {}
private:
    int data;
};

class B : public A
{
public:
    B() {}
    B(int x):A(x) {}
};

class C : public B
{
public:
    C() {}
    C(int x):B(x) {}
};

这样的写法是正确的，在创建一个 C 类型的实例时，程序会根据其构造函数的选择以及参数化表层层找到最上层的类，然后依次往下执行构造函数进行初始化。

但是在继承链中如果存在虚继承的话或许就不是这样了。

程序中有四个类： animal、aqu_animal、amp_animal、test

其中类之间的继承关系如下，除 test 以外其他继承都采用虚继承的方式。

示例代码

这里还是按照原来的思路进行初始化的工作

#include <iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;

class animal
{
protected:
    int height;
    int weight;
    char sex;
public:
    animal()
    {
        cout<<"animal()"<<endl;
    }
    animal(int h,int w,char s):
        height(h),weight(w),sex(s)
    {
        cout<<"animal(int h,int w,char s)"<<endl;
    }
};

class aqu_animal:virtual public animal
{
protected:
    int swimming_speed;
public:
    aqu_animal()
    {
        cout<<"aqu_animal()"<<endl;
    }
    aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p):
        animal(h,w,s),swimming_speed(s_p)
    {
        cout<<"aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p)"<<endl;
    }
};

class amp_animal:virtual public aqu_animal
{
public:
    amp_animal()
    {
        cout<<"amp_animal()"<<endl;
    }
    amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r):aqu_animal(h,w,s,s_p),running_speed(r)
    {
        cout<<"amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r)"<<endl;
    }
    void show()
    {
        cout<<"height:"<<height<<endl;
        cout<<"weight:"<<weight<<endl;
        cout<<"sex:"<<sex<<endl;
        cout<<"swimming_speed:"<<swimming_speed<<endl;
        cout<<"running_speed:"<<running_speed<<endl;
    }
private:
    int running_speed;
};

class test:public amp_animal
{
public:
    test() {}
    test(int h,int w,char s,int s_p,int r):amp_animal(h,w,s,s_p,r)
    {
        cout<<"test(int h,int w,char s,int s_p,int r)"<<endl;
        cout<<"----------------"<<endl;
        amp_animal::show();
    }
};

int main()
{
    test t(50,20,'m',100,120);
    return 0;
}

执行结果

animal()
aqu_animal()
amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r)
test(int h,int w,char s,int s_p,int r)
----------------
height:4309616
weight:7012244
sex:
swimming_speed:1978756045
running_speed:120

可以看到，除了 running_speed 正常外其他的变量都没有被正常赋值。

在函数的调用中，我们发现 test 类中的 test(int h,int w,char s,int s_p,int r) 正常执行了，并且它所附带的初始化表中的构造函数同样也被执行了（ amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r) ）。

而在 amp_animal 类中利用 amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r) 构造时的父类 aqu_animal 构造函数 aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p) 并没有被执行，同样 animal 类中的 animal(int h,int w,char s) 也没有被执行，实际上都是调用了它们缺省的构造函数。

原因以及解决方法

在 C++ 中，如果继承链上存在虚继承的基类，则最底层的子类要负责完成该虚基类部分成员的构造。

即我们需要显式调用虚基类的构造函数来完成初始化，如果不显式调用，则编译器会调用虚基类的缺省构造函数，若虚基类中没有定义的缺省构造函数，则会编译错误。

因为如果不这样做，虚基类部分会在存在的多个继承链上被多次初始化。

很多时候，对于继承链上的中间类，我们也会在其构造函数中显式调用虚基类的构造函数，因为一旦有人要创建这些中间类的对象，我们要保证它们能够得到正确的初始化。

改法

#include <iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;

class animal
{
protected:
    int height;
    int weight;
    char sex;
public:
    animal()
    {
        cout<<"animal()"<<endl;
    }
    animal(int h,int w,char s):
        height(h),weight(w),sex(s)
    {
        cout<<"animal(int h,int w,char s)"<<endl;
    }
};

class aqu_animal:virtual public animal
{
protected:
    int swimming_speed;
public:
    aqu_animal()
    {
        cout<<"aqu_animal()"<<endl;
    }
    aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p):
        animal(h,w,s),swimming_speed(s_p)
    {
        cout<<"aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p)"<<endl;
    }
};

class amp_animal:virtual public aqu_animal
{
public:
    amp_animal()
    {
        cout<<"amp_animal()"<<endl;
    }
    amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r):aqu_animal(h,w,s,s_p),running_speed(r),animal(h,w,s)
    {
        cout<<"amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r)"<<endl;
    }
    void show()
    {
        cout<<"height:"<<height<<endl;
        cout<<"weight:"<<weight<<endl;
        cout<<"sex:"<<sex<<endl;
        cout<<"swimming_speed:"<<swimming_speed<<endl;
        cout<<"running_speed:"<<running_speed<<endl;
    }
private:
    int running_speed;
};

class test:public amp_animal
{
public:
    test() {}
    test(int h,int w,char s,int s_p,int r):amp_animal(h,w,s,s_p,r),aqu_animal(h,w,s,s_p),animal(h,w,s)
    {
        cout<<"test(int h,int w,char s,int s_p,int r)"<<endl;
        cout<<"----------------"<<endl;
        amp_animal::show();
    }
};

int main()
{
    test t(50,20,'m',100,120);
    return 0;
}

注意 test 的构造函数初始化表中我们显式的调用了其间接父类的构造函数。

执行结果

animal(int h,int w,char s)
aqu_animal(int h,int w,char s,int s_p)
amp_animal(int h,int w,char s,int s_p,int r)
test(int h,int w,char s,int s_p,int r)
----------------
height:50
weight:20
sex:m
swimming_speed:100
running_speed:120