继承vs虚拟继承

虚拟继承和普通继承在C++中都是实现类与类之间的继承关系的方式，但它们在实现细节和用途上有一些重要区别。

1. 普通继承（非虚拟继承）

特点：

• 普通继承是C++中默认的继承方式，派生类对基类的继承没有特别的共享机制。

• 每个派生类会各自拥有基类的独立副本。如果存在多重继承并且派生类从同一个基类间接继承时，可能会产生多个基类副本（菱形继承问题）。

示例：

class A {
public:
    int value;
    A() : value(10) {}
};

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

在这种结构中，D类包含两个A类的副本：一个从B继承而来，另一个从C继承而来。

优缺点：

• 优点：结构简单，不会增加额外的内存或性能开销。

• 缺点：可能导致菱形继承问题，使派生类中存在多个基类副本，造成内存浪费和访问冲突。

2. 虚拟继承（Virtual Inheritance）

特点：

• 虚拟继承是一种解决多重继承中菱形继承问题的方式。

• 通过在基类前加上virtual关键字，可以告诉编译器在派生类中只保留一个共享的基类实例。

• 虚拟继承可以确保多条继承路径只会产生一个基类实例，从而避免重复实例。

示例：

class A {
public:
    int value;
    A() : value(10) {}
};

class B : virtual public A { };  // 虚拟继承
class C : virtual public A { };  // 虚拟继承
class D : public B, public C { };

在这种结构中，D类中只有一个A的共享实例，从而避免了二义性问题。

优缺点：

• 优点：解决了菱形继承导致的冗余和二义性问题。

• 缺点：虚拟继承增加了内存开销和少量的运行时开销，因为编译器需要额外的指针来管理虚基类实例。

二者的对比总结

特点	普通继承	虚拟继承
基类实例	每条继承路径都有一个独立实例	所有派生类共享同一个基类实例
使用场景	单一继承、非菱形继承	菱形继承
内存和性能	无额外开销	增加少量的内存和运行时开销
访问冲突	可能出现多基类访问冲突	避免多基类访问冲突

总之，虚拟继承是普通继承的扩展，专门用于解决多重继承中的菱形继承问题，确保继承关系的简洁性和一致性。