多继承详解

但是 makePerson 怎样创建它返回的 pointers（指针）所指向的 objects（对象）呢？显然，必须有一些 makePerson 可以实例化的从 IPerson 派生的 concrete class（具体类）。

假设这个 class（类）叫做 CPerson。作为一个 concrete class（具体类），CPerson 必须提供它从 IPerson 继承来的 pure virtual functions（纯虚拟函数）的 implementations（实现）。它可以从头开始写，但利用包含大多数或全部必需品的现有组件更好一些。例如，假设一个老式的 database-specific class（老式的数据库专用类）PersonInfo 提供了 CPerson 所需要的基本要素：

class PersonInfo {

public:

　explicit PersonInfo(DatabaseID pid);

　virtual ~PersonInfo();

　virtual const char * theName() const;

　virtual const char * theBirthDate() const;

　...

private:

　virtual const char * valueDelimOpen() const; // see

　virtual const char * valueDelimClose() const; // below

　...

};

你可以看出这是一个老式的 class（类），因为 member functions（成员函数）返回 const char*s 而不是 string objects（对象）。尽管如此，如果鞋子合适，为什么不穿呢？这个 class（类）的 member functions（成员函数）的名字暗示结果很可能会非常合适。

你突然发现 PersonInfo 是设计用来帮助以不同的格式打印 database fields（数据库字段）的，每一个字段的值的开始和结尾通过指定的字符串定界。缺省情况下，字段值开始和结尾定界符是方括号，所以字段值 "Ring-tailed Lemur" 很可能被安排成这种格式：

[Ring-tailed Lemur]

根据方括号并非满足 PersonInfo 的全体客户的期望的事实，virtual functions（虚拟函数）valueDelimOpen 和 valueDelimClose 允许 derived classes（派生类）指定它们自己的开始和结尾定界字符串。PersonInfo 的 member functions（成员函数）的 implementations（实现）调用这些 virtual functions（虚拟函数）在它们返回的值上加上适当的定界符。作为一个例子使用 PersonInfo::theName，代码如下：

const char * PersonInfo::valueDelimOpen() const

{

　return "["; // default opening delimiter

}

const char * PersonInfo::valueDelimClose() const

{

　return "]"; // default closing delimiter

}

const char * PersonInfo::theName() const

{

　// reserve buffer for return value; because this is

　// static, it's automatically initialized to all zeros

　static char value[Max_Formatted_Field_Value_Length];

　// write opening delimiter

　std::strcpy(value, valueDelimOpen());

　append to the string in value this object's name field (being careful to avoid buffer overruns!)

　// write closing delimiter

　std::strcat(value, valueDelimClose());

　return value;

}

有人可能会质疑 PersonInfo::theName 的陈旧的设计（特别是一个 fixed-size static buffer（固定大小静态缓冲区）的使用，这样的东西发生 overrun（越界）和 threading（线程）问题是比较普遍的——参见《C++箴言：必须返回对象时别返回引用》），但是请把这样的问题放到一边而注意这里：theName 调用 valueDelimOpen 生成它要返回的 string（字符串）的开始定界符，然后它生成名字值本身，然后它调用 valueDelimClose。

因为 valueDelimOpen 和 valueDelimClose 是 virtual functions（虚拟函数），theName 返回的结果不仅依赖于 PersonInfo，也依赖于从 PersonInfo 派生的 classes（类）。

对于 CPerson 的实现者，这是好消息，因为当细读 IPerson documentation（文档）中的 fine print（晦涩的条文）时，你发现 name 和 birthDate 需要返回未经修饰的值，也就是，不允许有定界符。换句话说，如果一个人的名字叫 Homer，对那个人的 name 函数的一次调用应该返回 "Homer"，而不是 "[Homer]"。

CPerson 和 PersonInfo 之间的关系是 PersonInfo 碰巧有一些函数使得 CPerson 更容易实现。这就是全部。因而它们的关系就是 is-implemented-in-terms-of，而我们知道有两种方法可以表现这一点：经由 composition（复合）（参见《C++箴言：通过composition模拟“has-a”》）和经由 private inheritance（私有继承）（参见《C++箴言：谨慎使用私有继承》）。《C++箴言：谨慎使用私有继承》指出 composition（复合）是通常的首选方法，但如果 virtual functions（虚拟函数）要被重定义，inheritance（继承）就是必不可少的。在当前情况下，CPerson 需要重定义 valueDelimOpen 和 valueDelimClose，所以简单的 composition（复合）做不到。最直截了当的解决方案是让 CPerson 从 PersonInfo privately inherit（私有继承），虽然 《C++箴言：谨慎使用私有继承》说过只要多做一点工作，则 CPerson 也能用 composition（复合）和 inheritance（继承）的组合有效地重定义 PersonInfo 的 virtuals（虚拟函数）。这里，我们用 private inheritance（私有继承）。

但是 CPerson 还必须实现 IPerson interface（接口），而这被称为 public inheritance（公有继承）。这就引出一个 multiple inheritance（多继承）的合理应用：组合 public inheritance of an interface（一个接口的公有继承）和 private inheritance of an implementation（一个实现的私有继承）：

class IPerson { // this class specifies the

public: // interface to be implemented

　virtual ~IPerson();

　virtual std::string name() const = 0;

　virtual std::string birthDate() const = 0;

};

class DatabaseID { ... }; // used below; details are

// unimportant

class PersonInfo { // this class has functions

public: // useful in implementing

　explicit PersonInfo(DatabaseID pid); // the IPerson interface

　virtual ~PersonInfo();

　virtual const char * theName() const;

　virtual const char * theBirthDate() const;

　virtual const char * valueDelimOpen() const;

　virtual const char * valueDelimClose() const;

　...

};

class CPerson: public IPerson, private PersonInfo { // note use of MI

public:

　explicit CPerson( DatabaseID pid): PersonInfo(pid) {}

　virtual std::string name() const // implementations

　{ return PersonInfo::theName(); } // of the required

　// IPerson member

　virtual std::string birthDate() const // functions

　{ return PersonInfo::theBirthDate(); }

private: // redefinitions of

　const char * valueDelimOpen() const { return ""; } // inherited virtual

　const char * valueDelimClose() const { return ""; } // delimiter

}; // functions

在 UML 中，这个设计看起来像这样。

这个例子证明 MI 既是有用的，也是可理解的。

时至今日，multiple inheritance（多继承）不过是 object-oriented toolbox（面向对象工具箱）里的又一种工具而已，典型情况下，它的使用和理解更加复杂，所以如果你得到一个或多或少等同于一个 MI 设计的 SI 设计，则 SI 设计总是更加可取。如果你能拿出来的仅有的设计包含 MI，你应该更加用心地考虑一下——总会有一些方法使得 SI 也能做到。但同时，MI 有时是最清晰的，最易于维护的，最合理的完成工作的方法。在这种情况下，毫不畏惧地使用它。只是要确保谨慎地使用它。

Things to Remember

·multiple inheritance（多继承）比 single inheritance（单继承）更复杂。它能导致新的歧义问题和对 virtual inheritance（虚拟继承）的需要。

·virtual inheritance（虚拟继承）增加了 size（大小）和 speed（速度）成本，以及 initialization（初始化）和 assignment（赋值）的复杂度。当 virtual base classes（虚拟基类）没有数据时它是最适用的。

·multiple inheritance（多继承）有合理的用途。一种方案涉及组合从一个 Interface class（接口类）的 public inheritance（公有继承）和从一个有助于实现的 class（类）的 private inheritance（私有继承）。

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