"一次实现"可以在某些场合替代菱形继承？

前不久在C++板块请教过这样一个问题：“多个基类中相同的纯虚函数，只需在派生类中实现一次”是否是标准行为。这个问题直到现在我也还没能确定，不过我在VC2005、VC2008和g++上都试过，该特性在所有这些编译器上都可以正常工作，所以应该八九不离十了。另外，记得当时星星有“语法正确逻辑说不过去”一说，那时想想确实也有些别扭。不过，最近在工作中又遇到了一个类似的问题，再加上一些突发奇想，于是产生了标题中的这个想法。考虑下面的三个类：

 
 

   
ClientOne通过调用Server的method_one()和method_two()方法和Server交互，ClientTwo通过调用Server的余下方法与Server交互。通常在设计良好的OO项目中，为了降低各对象之间的依赖，像这种问题都需要提取接口，并根据客户对接口进行隔离，那么，上面的依赖关系就会变成下面这样：

 
 

   
现在Server只要直接实现InterfaceOne和InterfaceTwo这两个接口就行了，接口实现在C++中表现为继承，所以在C++中Server直接派生自这两个基类就行了。问题似乎解决了。但如果ClientOne和ClientTwo都需要通过另一个叫做“shared_method()"的方法与Server交互，那会怎样？对，继续提取接口:

 
 

   
这里出现了菱形继承，所以在C++中就需要使用虚继承，代码就会是这样：

    class
SharedInterface {
   
public:
        virtual void
shared_method() = 0;
        virtual
~SharedInterface() {}
   
};
        
    class
InterfaceOne : public virtual SharedInterface {
   
public:
        virtual void method_one()
= 0;
        virtual void method_two() =
0;
        virtual ~InterfaceOne()
{}
    };
    
    class
InterfaceTwo : public virtual SharedInterface {
   
public:
        virtual void
method_three() = 0;
        virtual void
method_four() = 0;
        virtual
~InterfaceTwo() {}
   
};
        
    class
Server : public InterfaceOne, public InterfaceTwo {
   
public:
        virtual void
method_one();
        virtual void
method_two();
        virtual void
method_three();
        virtual void
method_four();
        virtual void
shared_method();
       
...
    };     
 

    有些时候并不是所有人都愿意使用虚继承，所以某些人就会突发奇想，看看自吸磁力泵能否回避之。我就是其中之一。根据”一次实现“，我把shared_method下推至InterfaceOne和InterfaceTwo，这样就可以把SharedInterface去掉：

 
 

   
哈哈，不但去掉了虚继承，还直接少了一层继承，这个世界干净啦！当然，这个方法对于两个接口中存在很少部分的重叠方法还是挺方便的，但如果重叠方法过多，还是应该提取出一个公共接口，以避免自吸磁力泵过多的重复。

评论列表
周星星2014-4-7
15:44:47
re:
“一次实现”可以在某些场合替代棱形继承？

从编译器实现手段上讲，你的这个做法应该是安全的。

"有些时候并不是所有人都愿意使用虚继承"
---
虚继承挺好的呀！我觉得虚继承唯一的缺点是
如果不知道当时或以后会有InterfacdeTwo的话则无法确定InterfacdeOne需不需要虚继承SharedInterface。

如果接口交叉过多的话，使用虚继承可能层次变得非常复杂且难于扩充，可以使用另一种解决手段是，
class
Server
{
public:
    void
shared_method();
    void method_one();
   
void method_two();
    void
method_three();
    void method_four();
};

//
InterfaceOne.hpp
class Server;
class
InterfaceOne
{
public:
    void
shared_method();
    void method_one();
   
void method_two();
private:http://www.hrbust.edu.cn/
   
Server* pServer_;
};
// InterfaceOne.hpp
#include "Server.hpp"
void
InterfaceOne::shared_method() { pServer_->shared_method(); }
void
InterfaceOne::method_one() { pServer_->method_one(); }
void
InterfaceOne::method_two() { pServer_->method_two(); }
笨笨猪2014-4-7
15:44:47
re:
“一次实现”可以在某些场合替代棱形继承？
TO:星星
你的这种思想很好！很多时候我们的确是在滥用继承关系，经常在需要使用委托的时候却选择了继承。不过对于当前这个问题，我觉得继承要比委托更恰当，我想到的有两方面原因：
1.
因为我在这里要表达的是接口与实现之间的关系（我所说的接口指的是纯抽象类，不包含任何状态，我们只能通过生成子类的实例来使用它），而不是其他的什么关系。
2.
继承比委托更简单，虽然委托具有更大的灵活性，但在这里不必要。如果在这个问题上使用委托，我们就必须再额外多管理两个对象的生命周期，因为现在InterfaceOne和InterfaceTwo变成了具体类，而不是接口，必须要被创建和管理。

我并不是说虚继承怎么样不好，而是引入虚继承之后，就出现了不一致性，我必须要时刻记住哪里该用常规继承，哪里该用虚继承。
另外，我觉得这个问题的更本原因是因为C++不支持interface关键字造成的。对于那些有状态的基类，菱形继承中如果不使用虚继承肯定会产生二义性，但是对interface这样的无状态的纯抽象基类，菱形继承中不存在任何二义性