c++ - 为什么需要在菱形层次结构的中间指定虚拟继承？

Question

我有类的菱形层次结构:

    A
  /   \
 B     C
  \   /
    D

为了避免A在D中的两个拷贝，我们需要在B和C处使用虚拟继承。

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

问题:为什么在B和C处需要进行虚继承，即使歧义在D处？如果它在 D 会更直观。

为什么标准委员会将此功能设计成这样？如果 B 类和 C 类来自第 3 方库，我们该怎么办？

编辑:我的回答是指示 B 和 C 类，它们不应在创建其派生对象时调用 A 的构造函数，因为它将由 D 调用。

Answer 1

我不确定他们选择以这种方式设计虚拟继承的确切原因，但我相信原因与对象布局有关。

假设 C++ 的设计旨在解决菱形问题，您将在 D 中虚拟继承 B 和 C，而不是在 B 和 C 中虚拟继承 A。现在，B 和 C 的对象布局是什么？好吧，如果没有人试图从它们那里虚拟继承，那么它们每个人都会有自己的 A 拷贝，并且可以使用标准的优化布局，其中 B 和 C 在其基础上都有一个 A。但是，如果有人确实实际上继承了 B 或 C，那么对象布局就必须不同，因为两者必须共享 A 的拷贝。

问题在于，当编译器第一次看到 B 和 C 时，它不知道是否有人会继承它们。因此，编译器将不得不回退到虚拟继承中使用的较慢的继承版本，而不是默认打开的更优化的继承版本。这违反了 C++ 的“不为不用而付费”的原则(零开销原则)，即您只需为明确使用的语言功能付费。