可克隆层次结构中的C ++副本构造函数和赋值

Posted 2021-03-30

有着名的clone成语通过指向Derived类复制Base对象。

class Base{
  int b;
public: 
  virtual unique_ptr<Base> clone() const = 0;
  virtual ~Base() = default;
};

class Derived : public Base {
  int d;
public:
  virtual unique_ptr<Base> clone() const override {
    return std::make_unique<Derived>(*this);
  }
}

但是，在这种情况下，我找不到如何定义复制构造函数和赋值的明确说明。这就是我认为它应该在Base类中完成的方式：

class Base {
protected:
  Base(const Base&) = default;
private:
  Base& operator=(const Base&) = delete;
}

是否有必要（为了避免潜在的切片）？这是正确的方法吗？是否足够或者我应该将此类声明添加到Derived类？

答案

由于派生类使用复制构造函数来创建克隆，因此您可能希望使复制构造函数非公共，以避免意外切片但可以访问派生类。

protected满足此要求。它需要应用于每个类的复制构造函数，因为编译器生成的复制构造函数是public。将相同的处理应用于赋值运算符也是有意义的。

这也阻止了std::make_unique访问复制构造函数：

class A
{
protected:
    A(A const&) = default;
    A& operator=(A const&) = default;
public:
    A();
    virtual std::unique_ptr<A> clone() const = 0;
};

class B : public A
{
protected:
    B(B const&) = default;
    B& operator=(B const&) = default;
public:
    B();

    std::unique_ptr<A> clone() const override { 
        return std::unique_ptr<A>(new B(*this)); 
    }
};

另一答案

删除复制赋值运算符可能是个好主意，除非您需要它。

删除operator=(const Base&)中的Base就足够了，因为如果基类没有复制赋值运算符，则隐式声明的复制赋值运算符被定义为已删除的派生类（请参阅cppreference.com）。

如果您确实需要复制赋值，则可以使复制赋值运算符为虚拟，并在派生类中仔细实现正确的行为

1. 调用Base::operator=来分配Base类成员，和
2. 使用dynamic_cast分配派生类的成员以确保参数的类型正确。

如果操作正确，这可以避免对象切片并保留正确的类型。

示例（省略了复制构造函数详细信息）：

  struct Point {
    virtual Point& operator=(const Point& p) =default;
    int x;
    int y;
  };  

  struct Point3d :public Point{
    virtual Point3d& operator=(const Point& p);
    int z;
  };

  Point3d& Point3d::operator=(const Point& p)
  {
    Point::operator=(p);
    auto p3d = dynamic_cast<const Point3d*>(&p);
    if(p3d){
      z = p3d->z; 
    } else {
      z = 0;
    }
    return *this;
  }