C++ 菱形虚拟继承 与 指针偏移问题

首先在谈到菱形虚拟继承之前先说明一下菱形继承：

菱形继承是多继承的一种特殊情况(如下，画渣勿喷)：

图中 B C 两个类都继承了A类，而 B C 又都被 D类继承
按照继承的定义，派生类当中都包含了基类，而这时虚拟继承这种情况就会产生问题

<a>数据冗余
首先是按照虚拟继承的这种方法，D类当中就包含了两份A类数据(分别来自B类和C类)
<b>二义性
其次是，当我们通过D类去访问A类中的数据时，就会产生二义性，编译器不知道是要去访问D类中B中包含的A类数据还是C中包含的A类数据。

这时就要引入菱形虚拟继承来了，但其实二义性的问题即使不使用菱形虚拟继承也是可以解决的，相反数据冗余不行：

class A{
public:
    int aa = 0;
};
class B : public A{
};
class C : public A{};
class D : public B, public C{};

int main(){
    D d1; 
    //d1.aa = 10;按照以上定义，如果运行这一句就会出现aa不明确的错误
    //若是像以下这样显示指定则没有问题
    d1.C::aa = 10;
    d1.B::aa = 20;
    return 0;
}

但是既然数据冗余的问题解决不了，我们还是需要使用菱形虚拟继承，即如下代码：

class A{
public:
    int aa = 0;
};
class B : virtual public A{};
class C : virtual public A{};
class D : public B, public C{};
int main(){
    D d1; 
    d1.aa = 10; //此时执行这一句就不会有问题
    return 0;
}

当aa复制成功后的监视窗口如下

(D的对象内存模型↑)
没有采用菱形虚拟继承前，从内存模型中看可以很明显看出存在两份A的数据，自然会有数据冗余和二义性的问题

但是菱形虚拟继承从内存模型中看，B和C在虚拟继承A时所存储的不是A的数据，而是A的地址偏移量的地址，这两个指针叫虚基表指针，两个表叫虚基表。虚基表中存的就是偏移量。通过偏移量便可以找到下面的A。流程就是：当访问到A中数据时，首先通过偏移量地址找到相对当前位置A的地址偏移量，然后通过地址偏移量再找到A的数据，这样就解决了两大问题。
这里有两个需要关注的点：一是虚拟继承主要就是用来解决菱形继承问题，其他地方不可乱用。
二是一般不建议设计出多继承，一定不要设计出菱形继承，否则程序在复杂性和性能上会有较大问题(多继承可以认为是C++的缺陷之一，所以后来很多语言都舍弃了多继承，比方说JAVA)

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现在再来说多继承指针漂移的问题
先来看一段代码

class A{
public:
    int aa = 0;
};
class B{
public:
    int bb = 0;
};
class C :public A, public B{
public:
    int cc = 0;
};

int main(){
    C p;
    A* a1 = &p;
    B* b1 = &p;
    C* c1 = &p;
    cout << a1 << ' ' << b1 << ' ' << c1 << endl;
    if (b1 == c1){
        cout << "b1 = c1" << endl;
    }
    return 0;
}

不了解这个问题的人，肯定会觉得a1,b1,c1三个指针的值应该是一样的，但事实上↓

这个问题就很玄乎了，赋的是同样的值，为什么b1和c1的值会不同呢？但是为什么下面的if判断却又判断他两相同呢？

首先是第一个问题，导致地址不同的原因是 在C进行继承时有一个先后顺序(按照代码的编写顺序)，他会先继承A类，再继承B类，最后再实现自己的部分，这就导致了，a1指向了C对象中A的位置，b1指向了C对象中B的位置，从而导致了地址不同。

但为什么 if 判断会通过呢？这是第二个问题，当判断 ‘==’ 时，会分析两个地址是不是指向了同一个实例对象，如果是，就会做隐式的类型转换 ，然后再判等(虽然地址不同但指向的是同一个实例对象)。这就导致这样的结果。

多继承指针漂移和虚拟继承都是C++继承部分需要知道的点，最好还是加以记忆。