C++中的向量和多态性

Question

我有一个棘手的情况.它的简化形式是这样的

class Instruction
{
public:
    virtual void execute() {  }
};

class Add: public Instruction
{
private:
    int a;
    int b;
    int c;
public:
    Add(int x, int y, int z) {a=x;b=y;c=z;}
    void execute() { a = b + c;  }
};

然后在一个班级我做一些像......

void some_method()
{
    vector<Instruction> v;
    Instruction* i = new Add(1,2,3)
    v.push_back(*i);
}

而在另一堂课......

void some_other_method()
{
    Instruction ins = v.back();
    ins.execute();
}

他们以某种方式分享这个教学载体.我担心的是我执行"执行"功能的部分.它会起作用吗？它会保留其添​​加类型吗？

Answer 1

不,它不会.

vector<Instruction> ins;

存储值,而不是引用.这意味着无论你如何,但那里的那个指令对象,它将在未来的某个时刻被复制.

此外,由于您正在分配new,上面的代码泄漏了该对象.如果你想要做到这一点,你必须这样做

vector<Instruction*> ins

或者,更好的是:

vector< std::reference_wrapper<Instruction> > ins

我喜欢这个博客文章来解释reference_wrapper

此行为称为对象切片.

Answer 2

因此，您将需要某种指针。一个std::shared_ptr很好的工作：

typedef shared_ptr<Instruction> PInstruction;

vector<PInstruction> v;
v.emplace_back(make_shared<Add>());

PInstruction i = v[0];

请记住，PInstruction是引用计数的，因此PInstruction的副本构造函数将为同一对象创建一个新的“引用”。

如果要复制所引用对象，则必须实现克隆方法：

struct Instruction
{

   virtual PInstruction clone() = 0;
   ...
}

struct Add
{
    PInstruction clone() { return make_shared<Add>(*this); }
    ...
}

PInstruction x = ...;
PInstruction y = x->clone();

如果性能是您std::unique_ptr无法解决的问题，则由于始终需要移动语义，因此管理起来有些棘手，但它避免了某些原子操作的成本。

您还可以使用原始指针并通过某种内存池体系结构手动管理内存。

潜在的问题是，要拥有多态类型，编译器将不知道子类的大小，因此您不能只拥有基类型的向量，因为它不会具有所需的额外空间。子类。因此，您将需要使用如上所述的按引用传递语义。这会将指向对象的指针存储在向量中，然后根据子类的需要，将对象存储在堆中的不同大小的块中。