C++ – 虚拟继承的实现

1. 实现技术的挑战：
要找到一个足够有效的方法，将istream和ostream各自维护一个ios subobject，折叠成为一个由iostream维护的单一ios subobject，并且还可以保存base class和derived class的指针之间的多态指定操作。

2. 一种实现方法：
class如果内含一个或多个virtual base class subobject，像istream那样，将被分割为两部分：一个不变局部和一个共享局部。

不变局部中的数据，不管后继如何衍化，总是拥有固定的offset，所以这部分数据可以被直接存取。

至于共享局部，所表现的就是virtual base class subobject。这一部分数据，其位置会因为每次的派生操作而有变化，所以它们只可以被间接存取。

各家编译器实现技术之间的差异就在于间接存取的方法不同。主要有三种主流策略。

3. 布局策略之一：
先安排好derived class的不变部分，然后再建立其共享部分。在每一个derived class object中安插一些指针，每个指针指向一个virtual base class（这意味着，如果有多个虚基类，则需要多个指针分别依次指向）。要存取继承得来的virtual base class members，可以使用相关指针间接完成。

4. 布局策略一的缺点：
（1）每一个对象必须针对其每一个virtual base class背负一个额外的指针。
（2）由于虚拟继承串链的加长，导致间接存取层次的增加。

5. MetaWare编译器：
针对问题（2），通过拷贝操作获取所有嵌套的虚基类指针（nested virtual base class pointer），放到derived class object之中，这样就解决了“固定存取时间”的问题，不会出现间接存取层数增加的情况，但是付出了空间上的代价。

6. Microsoft编译器：
针对问题（1），引入虚基类表（virtual base class table），每一个class object如果有一个或多个虚基类（virtual base class），就会由编译器安插一个指针，指向虚基类表（virtual base class table），至于真正的virtual base class指针，当然是放在该表格中。

7. Bjarne解决方法：
针对问题（1），在virtual function table中放置virtual base class 的offset，而不是地址。

8. Sun编译器：
针对问题（1），将virtual base class offset和virtual function entries混杂在一起，virtual function table可经由正值或负值来索引，如果是正值，索引到virtual functions；如果是负值，索引到virtual base class offsets。

9. 优化：
经由一个非多态的class object来存取一个继承而来（即：派生类对象中的虚基类部分）的virtual base class的member，像这样：
Point3d origin;
origin._x; // _x为虚基类Point2d的成员
可以被优化为一个直接存取操作，就好像一个经由对象调用的virtual function调用操作，可以再编译时期被决议完成一样。在这次存取以及下次存取之间，对象的类型不会改变（因为前提是非多态），所以“virtual base class subobject的位置会变化”的问题在这种情况下就不再存在了。

10. 常用形式：
一般而言，virtual base class最有效的一种运用形式就是：一个抽象的virtual base class，没有任何data members。