C++ 다이아몬드 상속 (Diamond Polymorphism)

다이아몬드 상속 (Diamond Polymorphism)

• 한 자식 클래스가 상속받는 서로 다른 부모 클래스들이, 같은 조부모 클래스를 상속받는 구조

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예제

• 클래스 A를 B, C가 상속받은 후 D가 B와 C를 상속받으면, D::B::A와 D::C::A가 각각 존재하게 된다.

  #include <iostream>
  
  class PoweredDevice
  {
  public:
    int    i_;
  
    PoweredDevice(const int& power)
    {
      std::cout << "PoweredDevice: " << power << '\n';
    }
  };
  
  class Scanner : public PoweredDevice
  {
  public:
    Scanner(const int& scanner, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Scanner: " << scanner << '\n';
    }
  };
  
  class Printer : public PoweredDevice
  {
  public:
    Printer(const int& printer, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Printer: " << printer << '\n';
    }
  };
  
  class Copier : public Scanner, public Printer
  {
  public:
    Copier(const int& scanner, const int& printer, const int& power)
      : Scanner(scanner, power), Printer(printer, power)
    {}
  };
  
  int            main()
  {
    using namespace std;
  
    Copier    cop(1, 2, 3);
    cout << &cop.Scanner::PoweredDevice::i_ << endl;
    cout << &cop.Printer::PoweredDevice::i_ << endl;
  }
  
  /* stdout
  PoweredDevice: 3
  Scanner: 1
  PoweredDevice: 3
  Printer: 2
  0000008F470FF798
  0000008F470FF79C
  */

  ---

• 아래와 같이 상속 설정에서 virtual 키워드를 붙이면 해당 부모 클래스의 인스턴스가 하나만 사용된다.

  • 부모 클래스의 생성자를 따로 호출하지 않는 경우 에러가 발생했다.

  #include <iostream>
  
  class PoweredDevice
  {
  public:
    int    i_;
  
    PoweredDevice(const int& power)
    {
      std::cout << "PoweredDevice: " << power << '\n';
    }
  };
  
  class Scanner : virtual public PoweredDevice  // 여기서 virtual 키워드 사용
  {
  public:
    Scanner(const int& scanner, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Scanner: " << scanner << '\n';
    }
  };
  
  class Printer : virtual public PoweredDevice  // 여기서 virtual 키워드 사용
  {
  public:
    Printer(const int& printer, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Printer: " << printer << '\n';
    }
  };
  
  class Copier : public Scanner, public Printer
  {
  public:
    Copier(const int& scanner, const int& printer, const int& power)
      : Scanner(scanner, power), Printer(printer, power)  // 에러
    {}
  };
  
  int            main()
  {
    using namespace std;
  
    Copier    cop(1, 2, 3);
    cout << &cop.Scanner::PoweredDevice::i_ << endl;
    cout << &cop.Printer::PoweredDevice::i_ << endl;
  }

  error C2512: 'PoweredDevice::PoweredDevice': no appropriate default constructor available

  • 부모 클래스(PoweredDevice)의 생성자를 명시하지 않으면 기본 생성자가 호출되는데, 현재 인자가 없는 생성자가 존재하지 않으므로 에러가 발생한 것이다.

• 에러가 나는 부분에 부모 클래스의 생성자를 호출하거나, 기본 생성자를 만들어주면 에러가 발생하지 않는다.

  #include <iostream>
  
  class PoweredDevice
  {
  public:
    int    i_;
  
    PoweredDevice(const int& power)
    {
      std::cout << "PoweredDevice: " << power << '\n';
    }
  };
  
  class Scanner : virtual public PoweredDevice
  {
  public:
    Scanner(const int& scanner, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Scanner: " << scanner << '\n';
    }
  };
  
  class Printer : virtual public PoweredDevice
  {
  public:
    Printer(const int& printer, const int& power)
      : PoweredDevice(power)
    {
      std::cout << "Printer: " << printer << '\n';
    }
  };
  
  class Copier : public Scanner, public Printer
  {
  public:
    Copier(const int& scanner, const int& printer, const int& power)
      : Scanner(scanner, power), Printer(printer, power), PoweredDevice(power)
    {}
  };
  
  int            main()
  {
    using namespace std;
  
    Copier    cop(1, 2, 3);
    cout << &cop.Scanner::PoweredDevice::i_ << endl;
    cout << &cop.Printer::PoweredDevice::i_ << endl;
  }
  
  /* stdout
  PoweredDevice: 3
  Scanner: 1
  Printer: 2
  00000094DE1BFA58
  00000094DE1BFA58
  */

  • 아까와 달리 PoweredDevice: 3이 한 번만 출력된 것을 볼 수 있고, 같은 메모리를 사용하는 것을 알 수 있다.