C++ 進階實戰：帶虛繼承的 Collection 體系設計與實現（D&A 5）

題目需求拆解

實現一個支持多態的容器體系：

• Collection、List 為抽象基類（含純虛函數）。
• ArrayList、LinkedList 繼承 List。
• Stack、Queue 通過模板模板參數適配任意 Container（預設 SeqList）。
• 涉及虛繼承解決菱形問題、純虛析構函數、模板分離編譯等硬核考點。

關鍵技術點深度解析

1. 虛繼承消除菱形冗餘

class Animal { virtual void eat(); };
class Mammal : public virtual Animal { virtual void breathe(); };
class Winged : public virtual Animal { virtual void flap(); };
class Bat : public Mammal, public Winged { };

內存佈局：Bat 僅包含一份 Animal 子物件。編譯器通過 vbptr（虛基類表指針）在運行時定位共享基類，代價是對象體積增加指針、訪問多一次間接寻址。

2. 純虛析構函數：抽象類的正確析構協議

class Collection {
public:
    virtual ~Collection() = 0;  // 純虛析構
    virtual void add(Object*) = 0;
};
Collection::~Collection() {}  // 必須提供定義！

鐵律：只要類含有虛函數，析構函數必須聲明為 virtual。純虛析構強制子類實現，且基類必須給出定義（否則鏈接錯誤）。

3. 模板模板參數實現容器適配器

template  class Container = SeqList>
class Stack {
    Container _con;  // 組合而非繼承
public:
    void push(const T& x) { _con.push_back(x); }
    void pop() { _con.pop_back(); }
    const T& top() const { return _con.back(); }
};

Container 必須是接受單一類型參數的模板（如 SeqList、std::vector、std::deque），實現「策略模式」的編譯期綁定版本。