6-5 虚基类的应用-人与教师学生

虚基类是一种特殊的继承方式，用于解决多继承中的菱形继承问题。在虚基类中，基类的成员变量只会被派生类的最顶层的基类所共享，从而避免了菱形继承中的二义性和数据冗余问题。

在人与教师学生的例子中，可以用虚基类来解决多继承带来的问题。首先，定义一个人类作为基类，然后定义一个教师类和一个学生类，它们都继承自人类。由于教师和学生都是人，因此它们都有一些共同的属性和方法，比如姓名、年龄、性别等等。

现在假设我们需要定义一个既是教师又是学生的类，即一个人既可以教书又可以学习。如果采用普通的多继承方式，会出现两个人类的实例被创建，从而导致数据冗余和方法二义性的问题。为了解决这个问题，我们可以将人类定义为虚基类，这样在派生类中只会创建一个人类的实例，从而避免了数据冗余和方法二义性的问题。

下面是一个示例代码：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(string name, int age, string gender)
        : m_name(name), m_age(age), m_gender(gender)
    {
    }

    void showInfo()
    {
        cout << "姓名：" << m_name << endl;
        cout << "年龄：" << m_age << endl;
        cout << "性别：" << m_gender << endl;
    }

protected:
    string m_name;
    int m_age;
    string m_gender;
};

class Teacher : virtual public Person
{
public:
    Teacher(string name, int age, string gender, string course)
        : Person(name, age, gender), m_course(course)
    {
    }

    void teach()
    {
        cout << m_name << "正在教授" << m_course << "课程" << endl;
    }

protected:
    string m_course;
};

class Student : virtual public Person
{
public:
    Student(string name, int age, string gender, string major)
        : Person(name, age, gender), m_major(major)
    {
    }

    void study()
    {
        cout << m_name << "正在学习" << m_major << "专业" << endl;
    }

protected:
    string m_major;
};

class TeacherStudent : public Teacher, public Student
{
public:
    TeacherStudent(string name, int age, string gender, string course, string major)
        : Person(name, age, gender), Teacher(name, age, gender, course), Student(name, age, gender, major)
    {
    }

    void showInfo()
    {
        cout << "教师学生的信息如下：" << endl;
        Person::showInfo();
        cout << "授课科目：" << m_course << endl;
        cout << "所学专业：" << m_major << endl;
    }
};

int main()
{
    Teacher teacher("张三", 35, "男", "数学");
    teacher.showInfo();
    teacher.teach();

    cout << endl;

    Student student("李四", 20, "女", "计算机科学");
    student.showInfo();
    student.study();

    cout << endl;

    TeacherStudent ts("王五", 28, "男", "英语", "经济管理");
    ts.showInfo();
    ts.teach();
    ts.study();

    return 0;
}

在这个示例代码中，Person类被定义为虚基类，同时Teacher和Student类都继承自Person类，并且都采用虚继承方式。在TeacherStudent类中，通过调用Person、Teacher和Student类的构造函数来初始化基类成员变量。需要注意的是，由于Person类是虚基类，因此在构造函数中不需要对其进行初始化，该工作由最顶层的派生类（即TeacherStudent类）来完成。同时，在TeacherStudent类中，需要调用Person类的showInfo()函数来显示人的信息，其他的函数则通过调用Teacher和Student类的函数来实现。