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Effective C++ 2e Item43
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<b>
Effective C++ 2e Item43</b><P>条款43: 明智地使用多继承</P>
<P>要看是谁来说，多继承（MI）要么被认为是神来之笔，要么被当成是魔鬼的造物。支持者宣扬说，它是对真实世界问题进行自然模型化所必需的；而批评者争论说，它太慢，难以实现，功能却不比单继承强大。更让人为难的是，面向对象编程语言领域在这个问题上至今仍存在分歧：C++，Eiffel和the Common LISP Object System (CLOS)提供了MI；Smalltalk，Objective C和Object Pascal没有提供；而Java只是提供有限的支持。可怜的程序员该相信谁呢？</P>
<P>在相信任何事情之前，首先得弄清事实。C++中，关于MI一条不容争辩的事实是，MI的出现就象打开了潘朵拉的盒子，带来了单继承中绝对不会存在的复杂性。其中，最基本的一条是二义性（参见条款26）。如果一个派生类从多个基类继承了一个成员名，所有对这个名字的访问都是二义的；你必须明确地说出你所指的是哪个成员。下面的例子取自ARM（参见条款50）中的一个专题讨论：</P>
<P>class Lottery {<BR>public:<BR> virtual int draw();</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>class GraphicalObject {<BR>public:<BR> virtual int draw();</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>class LotterySimulation: public Lottery,<BR> public GraphicalObject {</P>
<P> ... // 没有声明draw</P>
<P>};</P>
<P>LotterySimulation *pls = new LotterySimulation;</P>
<P>pls->draw(); // 错误! ---- 二义<BR>pls->Lottery::draw(); // 正确<BR>pls->GraphicalObject::draw(); // 正确</P>
<P>这段代码看起来很笨拙，但起码可以工作。遗憾的是，想避免这种笨拙很难。即使其中一个被继承的draw函数是私有成员从而不能被访问，二义还是存在。（对此有一个很好的理由来解释，但完整的说明在条款26中提供，所以此处不再重复。）</P>
<P>显式地限制修饰成员不仅很笨拙，而且还带来限制。当显式地用一个类名来限制修饰一个虚函数时，函数的行为将不再具有虚拟的特征。相反，被调用的函数只能是你所指定的那个，即使调用是作用在派生类的对象上：</P>
<P>class SpecialLotterySimulation: public LotterySimulation {<BR>public:<BR> virtual int draw();</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>pls = new SpecialLotterySimulation;</P>
<P>pls->draw(); // 错误! ---- 还是有二义<BR>pls->Lottery::draw(); // 调用Lottery::draw<BR>pls->GraphicalObject::draw(); // 调用GraphicalObject::draw</P>
<P>注意，在这种情况下，即使pls指向的是SpecialLotterySimulation对象，也无法（没有 "向下转换" ---- 参见条款39）调用这个类中定义的draw函数。</P>
<P>没完，还有呢。Lottery和GraphicalObject中的draw函数都被声明为虚函数，所以子类可以重新定义它们（见条款36），但如果LotterySimulation想对二者都重新定义那该怎么办？令人沮丧的是，这不可能，因为一个类只允许有唯一一个没有参数、名称为draw的函数。（这个规则有个例外，即一个函数为const而另一个不是的时候 ---- 见条款21）</P>
<P>从某一方面来说，这个问题很严重，严重到足以成为修改C++语言的理由。ARM中就讨论了一种可能，即，允许被继承的虚函数可以 "改名" ；但后来又发现，可以通过增加一对新类来巧妙地避开这个问题：</P>
<P>class AuxLottery: public Lottery {<BR>public:<BR> virtual int lotteryDraw() = 0;</P>
<P> virtual int draw() { return lotteryDraw(); }<BR>};</P>
<P>class AuxGraphicalObject: public GraphicalObject {<BR>public:<BR> virtual int graphicalObjectDraw() = 0;</P>
<P> virtual int draw() { return graphicalObjectDraw(); }<BR>};</P>
<P><BR>class LotterySimulation: public AuxLottery,<BR> public AuxGraphicalObject {<BR>public:<BR> virtual int lotteryDraw();<BR> virtual int graphicalObjectDraw();</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>这两个新类， AuxLottery和AuxGraphicalObject，本质上为各自继承的draw函数声明了新的名字。新名字以纯虚函数的形式提供，本例中即lotteryDraw和graphicalObjectDraw；函数是纯虚拟的，所以具体的子类必须重新定义它们。另外，每个类都重新定义了继承而来的draw函数，让它们调用新的纯虚函数。最终效果是，在这个类体系结构中，有二义的单个名字draw被有效地分成了无二义但功能等价的两个名字：lotteryDraw和graphicalObjectDraw：</P>
<P>LotterySimulation *pls = new LotterySimulation;</P>
<P>Lottery *pl = pls;<BR>GraphicalObject *pgo = pls;</P>
<P>// 调用LotterySimulation::lotteryDraw<BR>pl->draw();</P>
<P>// 调用LotterySimulation::graphicalObjectDraw<BR>pgo->draw();</P>
<P>这是一个集纯虚函数，简单虚函数和内联函数（参见条款33）综合应用之大成的方法，值得牢记在心。首先，它解决了问题，这个问题说不定哪天你就会碰到。其次，它可以提醒你，使用多继承会导致复杂性。是的，这个方法解决了问题，但仅仅为了重新定义一个虚函数而不得不去引入新的类，你真的愿意这样做吗？AuxLottery和AuxGraphicalObject类对于保证类层次结构的正确运转是必需的，但它们既不对应于问题范畴（problem domain ）的某个抽象，也不对应于实现范畴（implementation domain）的某个抽象。它们单纯是作为一种实现设备而存在，再没有别的用处。你一定知道，好的软件是 "设备无关" 的，这条法则在此也适用。</P>
<P>将来使用MI还会面临更多的问题，二义性问题（尽管有趣）只不过是刚开始。另一个问题基于这样一个实践经验：一个起初象下面这样的继承层次结构：</P>
<P>class B { ... };<BR>class C { ... };<BR>class D: public B, public C { ... };</P>
<P> B C<BR> \ /<BR> \ /<BR> \/<BR> D</P>
<P>往往最后悲惨地发展成象下面这样：</P>
<P>class A { ... };<BR>class B : virtual public A { ... };<BR>class C : virtual public A { ... };<BR>class D: public B, public C { ... };</P>
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