Para que fins pode ser utilizada a herança virtual em C++?

A herança virtual em C++ é usada principalmente para resolver o problema do herança em diamante, quando uma classe base é herdada várias vezes através de várias classes intermédias.

Sem herança virtual, nesse caso, o objeto da classe final conterá vários subobjetos da classe base, o que leva a ambiguidades e erros ao aceder aos membros da classe base.

Com herança virtual, independentemente de quantas vezes a classe base aparece na hierarquia de herança, haverá apenas um subobjeto da classe base no objeto final.

Exemplo:

class Animal { // Classe base
public:
    void eat() { /* ... */ }
};

class Mammal : public Animal { // Classe intermédia 1
public:
    void walk() { /* ... */ }
};

class Bird : public Animal { // Classe intermédia 2
public:
    void fly() { /* ... */ }
};

// A classe Morcego herda de Mammal e de Bird.
// Sem herança virtual, Animal será incluído duas vezes.
// class Bat : public Mammal, public Bird { /* ... */ };

// Com herança virtual, Animal será incluído apenas uma vez.
class Bat : public virtual Mammal, public virtual Bird {
public:
    // Sem ambiguidades para aceder a eat()
};

Objetivos principais:

• Resolver o problema de herança em diamante: Impedir a inclusão múltipla da mesma classe base no objeto final.
• Garantir uma única instância da classe base: Assegurar que haja apenas um subobjeto da classe base herdada virtualmente.
• Evitar ambiguidades: Eliminar ambiguidades ao aceder aos membros da classe base herdada virtualmente através da classe derivada.

A herança virtual pode implicar alguns custos de desempenho e complicar a estrutura dos objetos, por isso, o seu uso deve ser ponderado e justificado.