假设我们有以下类层次结构：
class Base {
...
};
class Derived1 : public Base {
...
};
class Derived2 : public Base {
...
};
鉴于Base* 可以指向Derived1 或Derived2 对象，鉴于它的具体类型未知，我如何制作实际对象的副本。我想过定义复制构造函数，但如果不知道所涉及的实际类型，我认为这是不可能的。我能想到的唯一解决方案是在层次结构中的每种类型上定义一个clone() 方法。谁能想到更优雅的东西？
【问题讨论】：
标签： c++ inheritance polymorphism
您需要在层次结构中的每个对象上实现虚拟克隆方法。你的未定义类型的对象怎么知道如何复制自己？
为了让编写派生类的人更清楚这一点，您可能会考虑在您的基类中也使克隆方法抽象化，以迫使人们至少编写一些东西。
在我的代码的几个地方，我还测试以确保正确实现 to_string() 方法以将对象序列化为字符串。我在课堂上用来同时测试 clone 和 to_string 的具体测试如下所示：
Base *obj1, *obj2;
# initialize obj1 in a reasonable manner
obj2 = obj1->clone();
assert( obj1->to_string() == obj2->to_string() );
这是测试克隆方法（）和对象序列化到字符串（所以它不是严格的单元测试），但它是一个简单的范式，可以在工厂中围绕所有对象进行循环以确保他们遵循实现 clone() 和 to_string() 的一些最低标准。
编辑：更新了代码，并根据 strager 的评论进行了更正。谢谢！
【讨论】：
您对clone() 的看法是正确的。您不能使用构造函数，因为它们强制静态绑定。您不能按值返回对象，因为这再次强制静态绑定。因此，您需要一个返回动态分配对象的虚函数。
【讨论】：
如果您想要一个透明的克隆方法，请查看Implicit Sharing。
【讨论】：
另一种方法是创建类似工厂的Base，假设您知道所有派生类：
再想一想，这可能是个坏主意！
class Base {
public:
static Base *clone(const Base *obj) {
if((Derived1 *o = dynamic_cast<Derived1 *>(obj)) {
return new Derived1(*o);
} else if((Derived2 *o = dynamic_cast<Derived2 *>(obj)) {
return new Derived2(*o);
}
/* TODO When more classes are added, put them here. (Probably bad design, yes.) */
return new Base(obj);
}
Base *clone() const {
return clone(this);
}
};
【讨论】：
复制构造函数是不可能的（据我所知），因为内存是在调用构造函数之前分配的。使用已知类型的复制构造函数，而不是对象的类型。
Base *foo = new Derived1();
Base bar = *foo; // Base's copy constructor is called.
按照您的建议，最好的办法是提供clone() 方法。
【讨论】：
不幸的是，虚拟克隆/复制模式是您唯一真正的选择。
这有一些变体，但基本上它们都归结为为每种类型编写函数，可以返回一个新副本。
【讨论】：
我认为这并不容易。事实上，在 Effective C++ 中，Meyers 警告说，如果你有一个按值传递的函数，并说你有
void foo(Base b)
如果您将 Derived1 d1 传递给 foo，则副本将被切掉 - 即不会复制派生部分。
但是我现在是从记忆中引用...
【讨论】：