c++ - C++中接口(interface)类和实现类的并行继承

Question

我正在尝试以类似于 Java 接口(interface)的方式使用 C++ 抽象基类。假设我们有以下只有纯虚函数的接口(interface)类:

class Shape { virtual double area()=0; };
class Square : public Shape { virtual void setLength(double length)=0; };
class Rectangle : public Square { virtual void setWidth(double width)=0; };

我尝试通过以下方式实现 Square 和 Rectangle:

class SquareImpl : public Square { /*implementation*/ };
class RectangleImpl : public SquareImpl, Rectangle { /*implementation*/ };

其中 RectangleImpl 继承了 SquareImpl 和 Rectangle 以重用，比如 SquareImpl::area()。然而，当我尝试编译时，出现了两个问题:首先，SquareImpl 中的所有方法都没有正确继承，我必须手动重新实现 RectangleImpl::area() 和 RectangleImpl::setLength()。其次，这还引入了菱形问题，即Shape是RectangleImpl的歧义基。

如果我从 Shape 虚拟继承 Square，我可以编译代码，但我认为性能不会随着添加更多派生接口(interface)而扩展。同样奇怪的是，RectangleImpl 仍然没有继承 SquareImpl::setLength()，尽管 SquareImpl::area() 继承得很好。 (忽略这里的实用性)

另一种解决方案可能是使接口(interface)彼此独立，即使 Square 不继承自 Shape。但是，如果我定义采用 Square* 指针的函数，这样做会使我无法访问 Shape 中的方法。它还将使 Shape 和 Square 之间无法进行 static_cast。

那么我的问题是，C++中有没有其他设计模式可以解决这种接口(interface)类和实现类之间的并行继承，而不需要虚继承？

(编辑说明:上面的示例代码只是我对接口(interface)和实现之间的并行继承的虚拟说明。我知道有更好的方法来实现形状，但我的问题不在于如何实现形状。)

Answer 1

这里的情况是 Diamond Problem ，这可能发生在任何允许多重继承的 OO 语言中。顺便说一下，这就是 Java 设计者决定不使用多重继承并提出接口(interface)概念的原因之一。

C++处理菱形问题的方式是Virtual Inheritance .

而且，正如 codymanix 指出的那样，正方形和矩形是面向对象设计的一个臭名昭著的坏例子，因为就 OO 而言 a square is not a rectangle .

再加点。首先，您在这里所做的事情的术语是多重继承，而不是“并行继承”。其次，在这种特殊情况下，拥有一个 class Square 和一个 class SquareImpl 确实没有什么意义。如果您认为您可能有不同的 Square 实现，您应该只有一个基类，它提供默认实现和虚函数，必要时可以由派生类覆盖这些虚函数。换句话说，您应该将 Square 和 SquareImpl 合并到一个具有虚函数的类中。

您当然可以像使用 Java 接口(interface)一样使用抽象 C++ 类，但大多数时候没有理由这样做。接口(interface)被添加到 Java 中正是作为一种解决多重继承不足的方法。在 C++ 中，您可以继续使用多重继承，尽管您应该始终非常明智地这样做。