EffectiveC++-条款40：明智而审慎地使用多重继承

一. 内容

1. 一旦涉及多重继承，C++社群便分为两个基本阵营。其中之一认为：如果单一继承是好的，多重继承一定更好。另一阵营认为：单一继承是好的，但多重继承不值得拥有。本条款主要目的是让大家了解这两个多重继承的基本观点。

2. 最先要认清的一件事是：使用多重继承会导致 class 可能从一个以上的 base class 继承相同名称（如函数，变量，typedefs等），那会导致较多的歧义。C++在解析重载函数调用时，会先查找是否具有对此调用匹配的函数，找出最佳匹配后再检验其可取性。这意味着即使在 base class 声明为 private 的函数也会被纳入匹配的范围，导致可能的二义性问题。

   为了解决这个歧义，你必须明确指出你要调用哪个 base class 的函数。例如 xxx::yyy()。

3. 多重继承中，如果有一个 derived class 可由 base class 经过多个路径到达，你就必须面对这样一个问题，是否打算让 base class 的成员变量经由每一条路径被复制？比如下面例子：

   
   如果 File 成员每一条到 IOFile 的路径都被复制，意味着 IOFile 将持有两份一模一样的 File 成员。但简单的逻辑告诉我们，这种重复是没有必要的。

   C++ 的默认做法是执行复制。如果你不想要这种复制的默认行为，可以使用 virtual 关键字，使 File 成为 virtual base class。

   

   这样可以保证 IOFile 只会持有一份来自 File 的成员。

4. 从合理行为的观点来看， public 继承应该总是使用 virtual。这样总是可以保证 derived class 总是不会重复获得成员。但是合理并不是唯一观点，virtual 继承需要付出代价，使用 virtual 继承的那些 class 产生的对象往往比 non-virtual 继承的对象体积大，访问速度慢。种种细节因编译器不同而异，但可以确定一点，你得为此付出代价。

5. virtual 继承的成本还包括其他方面。比如 virtual class 的初始化责任是由继承体系中最底层的（most derived）class 负责，这暗示 class 若派生自 virtual classes 而需要初始化，必须认识其 virtual class，不论继承体系有多少，且必须负责其所有 virtual class 的初始化责任。

6. 我对 virtual base classes 的看法很简单：第一，非必要不要使用 virtual classes，平常请使用 non-virtual 继承。第二，如果你必须要使用 virtual base class，请避免在类中放置数据。这样就不必担心 virtual classes 的初始化责任。类似 interfaces 的结构很适合于此。

7. 那么对于接口和实现分开的设计，多重继承显然就可以发挥其作用。举个 Person class 的简单例子：

   class IPerson {
   public:
       virtual ~IPerson() = default;
       virtual std::string GetName() const =0;
   };
   
   class IPersonImpl {
   public:
       virtual ~IPersonImpl() = default;
       explicit IPersonImpl(std::string InName): Name(std::move(InName)) {}
   
       virtual std::string GetNameImpl() const {
           return Name;
       }
   
   private:
       std::string Name;
   };
   
   class APerson : public IPerson, private IPersonImpl {
   public:
       explicit APerson(const std::string& InName)
           : IPersonImpl(InName) {}
   
       std::string GetName() const override {
           return IPersonImpl::GetNameImpl();
       }
   };
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   使用 public 继承其接口，private 继承其实现，似乎是再完美不过的一件事。这个例子告诉我们，多重继承也有它的合理用途。

8. 最后，我想说，多重继承只是面向对象工具箱的一个工具而已。和单一继承相比，它通常比较复杂，使用上也难以理解。所以如果你有个单一继承的方案，也有一个多重继承的方案，那么单一继承的设计方案一定比较受欢迎。然而有时候多重继承确实是完成任务之最简洁，最易维护，最合理的方案，那就别害怕使用它们，只要确定，你的确是在明智而审慎的情况下使用它。

二. 总结

1. 多重继承比单一继承复杂。它可能导致新的歧义性，以及对 virtual 继承的需要。
2. virtual 继承会增加大小，速度，初始化（赋值）复杂度等等成本。如果 virtual base classes 不带任何数据，将是最具有实用价值的情况。
3. 多重继承的确有正当用途。其中一个情节涉及 public 继承某个 Interface class 和 private 继承某个协助实现的 class 的两相组合。