将派生类对象存储在基类变量中

Posted 2023-02-23

【中文标题】将派生类对象存储在基类变量中

【英文标题】：Store derived class objects in base class variables

【发布时间】：2012-01-08 13:00:17

【问题描述】：

我想在一个向量中存储几个类的实例。由于所有类都继承自同一个基类，这应该是可能的。

想象一下这个程序：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Base

    public:
    virtual void identify ()
    
        cout << "BASE" << endl;
    
;

class Derived: public Base

    public:
    virtual void identify ()
    
        cout << "DERIVED" << endl;
    
;

int main ()

    Derived derived;

    vector<Base> vect;
    vect.push_back(derived);

    vect[0].identify();
    return 0;

我希望它打印“DERIVED”，因为“identify”方法是虚拟的。相反，'vect[0]' 似乎是一个 'Base' 实例，它会打印

基础

我想我可以以某种方式编写自己的容器（可能从向量派生）能够做到这一点（也许只保存指针......）。我只是想问一下是否有更多的 C++ish 方法可以做到这一点。而且我希望完全兼容矢量（只是为了方便其他用户使用我的代码）。

【问题讨论】：

我想知道如果你创建一个带有纯虚函数identify 的基类，然后让你的Base 和Derived 都继承自该基类会发生什么。

@Mr Lister 感谢您的评论，但这不会改变结果。

另见this。

【参考方案1】：

您看到的是 Object Slicing。 您将派生类的对象存储在一个向量中，该向量应该存储基类的对象，这会导致对象切片，并且正在存储的对象的派生类特定成员被切掉，因此存储在向量中的对象只是充当基类的对象。

解决方法：

你应该在向量中存储指向基类对象的指针：

vector<Base*> 

通过存储指向基类的指针，就不会进行切片，并且您也可以实现所需的多态行为。 由于您要求C++ish 这样做，正确的方法是使用合适的 Smart pointer 而不是在向量中存储原始指针。这将确保您不必手动管理内存，RAII 会自动为您完成。

【讨论】：

使用Vector<unique_ptr<Base>> 代替Vector<Base*>。然后用vec.emplace_back(new Derived())代替vec.push_back。

@ShitalShah 如果我想在这个新的 Derived 中分配一些东西，然后再将它存储在向量中？现在我有这样的东西： void Add(const CThing & ins) things.push_back(ins);

【参考方案2】：

您正在体验切片。向量复制derived 对象，插入Base 类型的新对象。

【参考方案3】：

TL;DR：您不应该从可公开复制/可移动的类继承。

---

实际上可以在编译时防止对象切片：在这种情况下，基础对象不应该是可复制的。

案例 1：抽象基础

如果基础是抽象的，则无法实例化，因此您无法体验切片。

案例 2：混凝土基础

如果基础不是抽象的，那么它可以被复制（默认情况下）。你有两个选择：

完全禁止复制 只允许儿童复制

注意：在 C++11 中，移动操作会导致同样的问题。

// C++ 03, prevent copy
class Base 
public:

private:
    Base(Base const&);
    void operator=(Base const&);
;

// C++ 03, allow copy only for children
class Base 
public:

protected:
    Base(Base const& other)  ... 
    Base& operator=(Base const& other)  ...; return *this; 
;

// C++ 11, prevent copy & move
class Base 
public:
    Base(Base&&) = delete;
    Base(Base const&) = delete;
    Base& operator=(Base) = delete;
;

// C++ 11, allow copy & move only for children
class Base 
public:

protected:
    Base(Base&&) = default;
    Base(Base const&) = default;
    Base& operator=(Base) = default;
;

【讨论】：

我无法让它工作。您能否扩展此示例以使其正常工作（C++ 11 和经典版本）。不幸的是，我无法发布我到目前为止所做的事情。

@Zingam：没有它就很难触及问题的核心；我建议您发布一个新问题，如果您没有得到有用的答案，请不要犹豫，回答此评论并将我指向您的问题。

C++ 11 版本将构造函数声明为公共而不是私有有什么原因？删除它们是公开的还是私有的有关系吗？

@Zingam：被删除方法的可访问性根本不重要，因此主要是将所有特殊方法组合在一起而不是将它们分开。

【参考方案4】：

我会使用vector<Base*> 来存储它们。如果你说vector<Base>，就会发生切片。

这确实意味着在从向量中删除指针后，您必须自己删除实际对象，否则应该没问题。

【参考方案5】：

// Below is the solution by using vector<Based*> vect,
// Base *pBase , and initialized pBase with
// with the address of derived which is
// of type Derived

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class Base


public:

virtual void identify ()

    cout << "BASE" << endl;

;

class Derived: public Base

public:
virtual void identify ()

    cout << "DERIVED" << endl;

;

int main ()


Base *pBase; // The pointer pBase of type " pointer to Base"
Derived derived;
// PBase is initialized with the address of derived which is
// of type Derived

pBase = & derived;
// Store pointer to object of Base class in the vector:
vector<Base*> vect;
// Add an element to vect using pBase which is initialized with the address 
// of derived
vect.push_back(pBase);
vect[0]->identify();
return 0;