C++從零開始（十一）（中）——類的相關知識
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由於篇幅限制，本篇為《C++從零開始（十一）》的中篇，說明多重繼承、虛繼承和虛函數的實現方式。
多重繼承
這裡有個有趣的問題，如下：
struct A { long a, b, c; char d; }; struct B : public A { long e, f; };
上面的B::e和B::f映射的偏移是多少？不同的編譯器有不同的映射結果，對於派生的實現，C++並沒有強行規定。大多數編譯器都是讓B::e映射的偏移值為16（即A的長度，關於自定義類型的長度可參考《C++從零開始（九）》），B::f映射20。這相當於先把空間留出來排列父類的成員變量，再排列自己的成員變量。但是存在這樣的語義——西紅柿即是蔬菜又是水果，鯨魚即是海洋生物又是脯乳動物。即一個實例既是這種類型又是那種類型，對於此，C++提供了多重派生或稱多重繼承，用“,”間隔各父類，如下：
struct A { long A_a, A_b, c; void ABC(); }; struct B { long c, B_b, B_a; void ABC(); };
struct AB : public A, public B { long ab, c; void ABCD(); };
void A::ABC() { A_a = A_b = 10; c = 20; }
void B::ABC() { B_a = B_b = 20; c = 10; }
void AB::ABCD() { A_a = B_a = 1; A_b = B_b = 2; c = A::c = B::c = 3; }
void main() { AB ab; ab.A_a = 3; ab.B_b = 4; ab.ABC(); }
上面的結構AB從結構A和結構B派生而來，即我們可以說ab既是A的實例也是B的實例，並且還是AB的實例。那麼在派生AB時，將生成幾個映射元素？照前篇的說法，除了AB的類型定義符“{}”中定義的AB::ab和AB::c以外（類型均為long AB::），還要生成繼承來的映射元素，各映射元素名字的修飾換成AB::，類型不變，映射的值也不變。因此對於兩個父類，則生成8個映射元素（每個類都有4個映射元素），比如其中一個的名字為AB::A_b，類型為long A::，映射的值為4；也有一個名字為AB::B_b，類型為long B::，映射的值依舊為4。注意A::ABC和B::ABC的名字一樣，因此其中兩個映射元素的名字都為AB::ABC，但類型則一個為void( A:: )()一個為void( B:: )()，映射的地址分別為A::ABC和B::ABC。同樣，就有三個映射元素的名字都為AB::c，類型則分別為long A::、long B::和long AB::，映射的偏移值依次為8、0和28。照前面說的先排列父類的成員變量再排列子類的成員變量，因此類型為long AB::的AB::c映射的值為兩個父類的長度之和再加上AB::ab所帶來的偏移。
注意問題，上面繼承生成的8個映射元素中有兩對同名，但不存在任何問題，因為它們的類型不同，而最後編譯器將根據它們各自的類型而修改它們的名字以形成符號，這樣連接時將不會發生重定義問題，但帶來其他問題。ab.ABC();一定是ab.AB::ABC();的簡寫，因為ab是AB類型的，但現在由於有兩個AB::ABC，因此上面直接書寫ab.ABC將報錯，因為無法知道是要哪個AB::ABC，這時怎麼辦？
回想本文上篇提到的公共、保護、私有繼承，其中說過，公共就表示外界可以將子類的實例當作父類的實例來看待。即所有需要用到父類實例的地方，如果是子類實例，且它們之間是公共繼承的關系，則編譯器將會進行隱式類型轉換將子類實例轉換成父類實例。因此上面的ab.A_a = 3;實際是ab.AB::A_a = 3;，而AB::A_a的類型是long A::，而成員操作符要求兩邊所屬的類型相同，左邊類型為AB，且AB為A的子類，因此編譯器將自動進行隱式類型轉換，將AB的實例變成A的實例，然後再計算成員操作符。
注意前面說AB::A_b和AB::B_b的偏移值都為4，則ab.A_b = 3;豈不是等效於ab.B_b = 3;？即使按照上面的說法，由於AB::A_b和AB::B_b的類型分別是long A::和long B::，也最多只是前者轉換成A的實例後者轉換成B的實例，AB::A_b和AB::B_b映射的偏移依舊沒變啊。因此變的是成員操作符左邊的數字。對於結構AB，假設先排列父類A的成員變量再排列父類B的成員變量，則AB::B_b映射的偏移就應該為16（結構A的長度加上B::c引入的偏移），但它實際映射為4，因此就將成員操作符左側的地址類型的數字加上12（結構A的長度）。而對於AB::A_b，由於結構A的成員變量先被排列，故只偏移0。假設上面ab對應的地址為3000，對於ab.B_b = 4;，AB類型的地址類型的數字3000在“.”的左側，轉成B類型的地址類型的數字3012（因為偏移12），然後再將“.”右側的偏移類型的數字4加上3012，最後返回類型為long的地址類型的數字3016，再繼續計算“=”。同樣也可知道ab.A_a = 3;中的成員操作符最後返回long類型的地址類型的數字3000，而ab.A_b將返回3004，ab.ab將返回3024。
同樣，這樣也將進行隱式類型轉換long AB::*p = &AB::B_b;。注意AB::B_b的類型為long B::，則將進行隱式類型轉換。如何轉換？原來AB::B_b映射的偏移為4，則現在將變成12+4=16，這樣才能正確執行ab.*p = 10;。
這時再回過來想剛才提的問題，AB::ABC無法區別，怎麼辦？注意還有映射元素A::ABC和B::ABC（兩個AB::ABC就是由於它們兩個而導致的），因此可以書寫ab.A::ABC();來表示調用的是映射到A::ABC的函數。這裡的A::ABC的類型是void( A:: )()，而ab是AB，因此將隱式類型轉換，則上面沒有任何語法問題（雖然說A::ABC不是結構AB的成員，但它是AB的父類的成員，C++允許這種情況，也就是說A::ABC的名字也作為類型匹配的一部分而被使用。如假設結構C也從A派生，則有C::a，但就不能書寫ab.C::a，因為從C::a的名字可以知道它並不屬於結構AB）。同樣ab.B::ABC();將調用B::ABC。注意上面結構A、B和AB都有一個成員變量名字為c且類型為long，那麼ab.c = 10;是否會如前面ab.ABC();一樣報錯？不會，因為有三個AB::c，其中有一個類型和ab的類型匹配，其映射的偏移為28，因此ab.c將會返回3028。而如果期望運用其它兩個AB::c的映射，則如上通過書寫ab.A::c和ab.B::c來偏移ab的地址以實現。
注意由於上面的說法，也就可以這樣：void( AB::*pABC )() = B::ABC; ( ab.*pABC )();。這裡的B::ABC的類型為void( B:: )()，和pABC不匹配，但正好B是AB的父類，因此將進行隱式類型轉換。如何轉換？因為B::ABC映射的是地址，而隱式類型轉換要保證在調用B::ABC之前，先將this的類型變成B*，因此要將其加12以從AB*轉變成B*。由於需要加這個12，但B::ABC又不是映射的偏移值，因此pABC實際將映射兩個數字，一個是B::ABC對應的地址，一個是偏移值12，結果pABC這個指針的長度就不再如之前所說的為4個字節，而變成了8個字節（多出來的4個字節用於記錄偏移值）。
還應注意前面在AB::ABCD中直接書寫的A_b、c、A::c等，它們實際都應該在前面加上this->，即A_b = B_b = 2;實際為this->A_b = this->B_b = 2;，則同樣如上，this被偏移了兩次以獲得正確的地址。注意上面提到的隱式類型轉換之所以會進行，是因為繼承時的權限滿足要求，否則將失敗。即如果上面AB保護繼承A而私有繼承B，則只有在AB的成員函數中可以如上進行轉換，在AB的子類的成員函數中將只能使用A的成員而不能使用B的成員，因為權限受到限制。如下將失敗。
struct AB : protected A, private B {…};
struct C : public AB { void ABCD(); };
void C::ABCD() { A_b = 10; B_b = 2; c = A::c = B::c = 24; }
這裡在C::ABCD中的B_b = 2;和B::c = 24;將報錯，因為這裡是AB的子類，而AB私有繼承自B，其子類無權將它看作B。但只是不會進行隱式類型轉換罷了，依舊可以通過顯示類型轉換來實現。而main函數中的ab.A_a = 3; ab.B_b = 4; ab.A::ABC();都將報錯，因為這是在外界發起的調用，沒有權限，不會自動進行隱式類型轉換。
注意這裡C::ABCD和AB::ABCD同名，按照上面所說，子類的成員變量都可以和父類的成員變量同名（上面AB::c和A::c及B::c同名），成員函數就更沒有問題。只用和前面一樣，按照上面所說進行類型匹配檢驗即可。應注意由於是函數，則可以參數變化而函數名依舊相同，這就成了重載函數。
虛繼承
前面已經說了，當生成了AB的實例，它的長度實際應該為A的長度加B的長度再加上AB自己定義的成員所占有的長度。即AB的實例之所以又是A的實例又是B的實例，是因為一個AB的實例，它既記錄了一個A的實例又記錄了一個B的實例。則有這麼一種情況——蔬菜和水果都是植物，海洋生物和脯乳動物都是動物。即繼承的兩個父類又都從同一個類派生而來。假設如下：
struct A { long a; };
struct B : public A { long b; }; struct C : public A { long c; };
struct D : public A, public C { long d; };
void main() { D d; d.a = 10; }
上面的B的實例就包含了一個A的實例，而C的實例也包含了一個A的實例。那麼D的實例就包含了一個B的實例和一個C的實例，則D就包含了兩個A的實例。即D定義時，將兩個父類的映射元素繼承，生成兩個映射元素，名字都為D::a，類型都為long A::，映射的偏移值也正好都為0。結果main函數中的d.a = 10;將報錯，無法確認使用哪個a。這不是很奇怪嗎？兩個映射元素的名字、類型和映射的數字都一樣！編譯器為什麼就不知道將它們定成一個，因為它們實際在D的實例中表示的偏移是不同的，一個是0一個是8。同樣，為了消除上面的問題，就書寫d.B::a = 1; d.C::a = 2;以表示不同實例中的成員a。可是B::a和C::a的類型不都是為long A::嗎？但上面說過，成員變量或成員函數它們自身的名字也將在類型匹配中起作用，因此對於d.B::a，因為左側的類型是D，則看右側，其名字表示為B，正好是D的父類，先隱式類型轉換，然後再看類型，是A，再次進行隱式類型轉換，然後返回數字。假設上面d對應的地址為3000，則d.C::a先將d這個實例轉換成C的實例，因此將3000偏移8個字節而返回long類型的地址類型的數字3008。然後再轉換成A的實例，偏移0，最後返回3008。
上面說明了一個問題，即希望從A繼承來的成員a只有一個實例，而不是像上面那樣有兩個實例。假設動物都有個饑餓度的成員變量，很明顯地鯨魚應該
