拥有所有从同一个基类派生的类实例集合的最佳方法是啥？

Posted 2023-02-23

【中文标题】拥有所有从同一个基类派生的类实例集合的最佳方法是啥？

【英文标题】：What's the best way to have a collection of instances of classes all derived from the same base class?拥有所有从同一个基类派生的类实例集合的最佳方法是什么？

【发布时间】：2012-03-13 05:38:34

【问题描述】：

我有一个类的集合，这些类都派生自一个共同的基础。我需要一个集合（可能是list）来保存各种类型的派生类的实例。类操作将调用集合中实例的虚拟方法。当然，我不能使用list<Base>，因为按值保存基类会切片派生类。

显而易见的解决方案是使用list<Base*> 并将其包装在具有复制构造函数、析构函数等的类中。基类将有一个虚拟的duplicate 函数，该函数在每个派生类中被重载，以返回指向该派生类的复制构造的新实例的指针。析构函数必须遍历列表和delete 每个项目。

如果有 Boost 方法可以做到这一点，那很好。我已经在使用 Boost 了。在我看来，使用 Boost 的共享指针将是最好的方法。管理共享引用计数会有开销，但这必须比指针情况下所需的分配/复制便宜。但是，这意味着集合的副本将产生相同的实例，并且更改一个副本将更改另一个副本。

我还不完全知道这段代码将如何实际使用。所以我不确定共享副本语义是否会成为问题。我认为副本不会很普遍，它们只需要谨慎处理即可。

还有其他方法吗？

【问题讨论】：

如果对象不重，则首先尝试 boost 指针容器，否则尝试使用 boost::shared_ptr 的 STL 容器（向量、列表等）

【参考方案1】：

向Boost.PointerContainer问好。默认情况下，当您复制容器时，这些提供深度复制语义（但是，这是可定制的）。请注意，您需要在适当的命名空间中为您的抽象基类实现一个免费的new_clone 方法。

另外，作为旁注，请使用std::vector作为您的首选容器。

另一个注意事项，不要将container<Base*> 包装起来，而是将Base* 包装在您猜对了的智能指针中。如果您不想共享所有权，C++11 提供unique_ptr。 unique_ptr 只允许移动它，你不能复制它。

【讨论】：

我应该猜到 Boost 有一个专门解决这个问题的类！使用此解决方案，我将需要一个空对象类型。我可能会为此使用基类。

@David：另见this related question wrt new_clone。

@DavidSchwartz：你确实不需要需要一个空对象类型。 boost::ptr_vector 专门设计为默认不允许空指针，但可以使用 nullable 进行调整，请参阅 the tutorial

@MatthieuM.：谢谢！我仍然认为我想要一个 null 对象类型，因为 null 对象很少见，并且只在它们上调用知道做正确事情的方法比必须在任何地方检查 null 更容易。但是我这样做很好，因为我认为这是最好的，而不是因为容器强迫我这样做。

@DavidSchwartz：如果它对您的应用程序有意义，那么我同意 null 对象类型可以让您的生活更轻松。