学ぶダイヤモンド継承

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多重継承は、ダイヤモンド問題またはダイヤモンド継承と呼ばれる状況を引き起こす可能性があり、これは複数継承をサポートするオブジェクト指向プログラミング言語における重要な課題です。

この問題は、サブクラスが2つ以上のclassesから継承し、それらが共通のsuperclassから継承している場合に発生します。継承関係がダイヤモンド型の形状になることから、ダイヤモンドという用語が使われます。

main.cpp


              1234567
            
class Base {};

class Derived1 : public Base {};

class Derived2 : public Base {};

class Diamond : public Derived1, public Derived2 {};

ダイヤモンド継承における主な問題は、曖昧さが生じることです。DiamondがDerived1とDerived2の両方から継承し、それらがさらにBaseから継承しているため、Baseのobject内にはDiamondが2つ存在することになります。これにより、曖昧さが発生します。

main.cpp


              12345678910111213141516
            
#include <iostream>

class Base {
public:
    void display() { std::cout << "Base display()" << std::endl; }
};

class Derived1 : public Base { };
class Derived2 : public Base { };
class Diamond : public Derived1, public Derived2 { };

int main() 
{
    Diamond obj;
    obj.display(); // Ambiguity: Which display() method should be called?
}

問題の解決策

virtual キーワードはこの問題を回避するのに役立ちます。仮想継承によって曖昧さを解消するために、virtual キーワードを使用します。Diamond が仮想的に継承される場合、C++ は異なる経路で複数回継承されても、スーパークラスのコピーが1つだけ存在することを保証します。

main.cpp


              1234567
            
class Base {};

class Derived1 : virtual public Base {};

class Derived2 : virtual public Base {};

class Diamond : public Derived1, public Derived2 {};

注意

前の例で発生した曖昧性の問題を、仮想継承を利用して解決する方法。

ダイヤモンド継承の実装

ダイヤモンド継承を効果的に実装するには、中間classesのスーパークラス宣言でvirtualキーワードを使用。継承階層のすべての経路で仮想継承の一貫した使用を徹底し、コンストラクタおよびデストラクタの呼び出し順序に注意。

曖昧性の解消

多重継承の課題の一つは、同じ名前のメンバーが存在する場合の曖昧性への対応。

main.cpp


              12345678910111213141516171819
            
#include <iostream>

class Base {};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() { std::cout << "Derived1 display()" << std::endl; }
};
class Derived2 : public Base {
public:
    void display() { std::cout << "Derived2 display()" << std::endl; }
};

class Diamond : public Derived1, public Derived2 { };

int main() {
    Diamond obj;
    obj.display(); // Ambiguity: Which display() method should be called?
}

両方のスーパークラスに同じ名前のメンバーがある場合、サブクラスはどちらを使用するか分からないことがあります。このような曖昧さを解決するために、スコープ解決演算子（::）を使用して、アクセスしたい基底クラスのメンバーを指定できます。例えば：

main.cpp


              1234567891011121314151617181920
            
#include <iostream>

class Base {};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() { std::cout << "Derived1 display()" << std::endl; }
};
class Derived2 : public Base {
public:
    void display() { std::cout << "Derived2 display()" << std::endl; }
};

class Diamond : public Derived1, public Derived2 { };

int main() {
    Diamond obj;
    obj.Derived1::display();
    obj.Derived2::display();
}

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