具有引用成员变量的多态性答案

【问题标题】：polymorphism with reference member variable具有引用成员变量的多态性
【发布时间】：2017-06-04 17:02:42
【问题描述】：

谁能告诉我下面的程序有什么问题？我在一个类中使用一个引用成员变量来实现多态性。我期待第二个 cout 说“derived2”，但它说“base”；

#include <iostream>

// Example program
#include <iostream>
#include <string>
class base
{
public:
    virtual void print(){ std::cout<<"base"<<std::endl;}
};
class derived: public base
{
public:
    virtual void print(){ std::cout<<"derived"<<std::endl;}
};

class derived2: public base
{
    virtual void print(){ std::cout<<"derived2"<<std::endl;}
};

class foo
{
public:
    base & bar;
    base boo;
    derived foobar;
    derived2 foobar2;
    foo(): bar(boo){}
    void newfoo(base & newfoo){ bar = newfoo; bar.print();}
};
int main()
{
  foo test;
  test.bar.print();
  test.newfoo(test.foobar2);
}

输出：根据基地

【问题讨论】：

你应该知道你几乎从不想使用引用作为成员变量。

标签： c++ reference polymorphism pass-by-reference

【解决方案1】：

正如其他人所说，您不能重新分配参考。
每当您执行bar = newfoo 之类的操作时，您都不会重置参考。相反，您使用 newfoo 作为参数为 bar 调用 operator=。
因此，在您的情况下，您切片您的对象并（让我说）将其base 部分复制到bar。

标准模板库中存在一种可以重新分配的类引用工具，称为std::reference_wrapper。
它遵循一个基于您的代码的示例，该代码使用它并具有预期的行为：

#include<functional>
#include <iostream>
#include <string>

class base
{
public:
    virtual void print() { std::cout<<"base"<<std::endl;}
};
class derived: public base
{
public:
    virtual void print(){ std::cout<<"derived"<<std::endl;}
};

class derived2: public base
{
    virtual void print(){ std::cout<<"derived2"<<std::endl;}
};

class foo
{
public:
    std::reference_wrapper<base> bar;
    base boo;
    derived foobar;
    derived2 foobar2;
    foo(): bar(boo){}
    void newfoo(base & newfoo){ bar = newfoo; bar.get().print();}
};
int main()
{
  foo test;
  test.bar.get().print();
  test.newfoo(test.foobar2);
}

在这种情况下，operator= 实际上将引用重新绑定到给定对象。无论如何，如您所见，在这种情况下，您必须调用 get 才能访问底层引用。

注意：抛开上面的示例，您的代码不是std::reference_wrapper 的典型用例。
我只是为了完整起见才提到它。

【讨论】：

引用是否适用于多态性？互联网使它听起来像一个指针，而引用的工作方式与多态性相同。
@sdstack 引用和指针是涉及多态类型时使用的预期工具。否则你可能会遇到切片问题。

【解决方案2】：

您不能“重新分配”参考。当赋值运算符与引用一起使用时，它会分配基础值。

因此，bar = newfoo; 只需将base 类型的foo 分配给foobar，在此过程中对其进行切片。

如果您将引用替换为可以重新分配的指针，您可能会有不同的行为。

【讨论】：

【解决方案3】：

bar 是对boo 的引用，而boo 的类型是base，无论您分配给它什么。

赋值只能改变变量的值，不能改变它的类型。

【讨论】：

【解决方案4】：

多态性不适用于引用。试试这个：

#include <iostream>

// Example program
#include <iostream>
#include <string>
class base
{
public:
   virtual void print(){ std::cout << "base" << std::endl; }
};
class derived : public base
{
public:
   virtual void print(){ std::cout << "derived" << std::endl; }
};

class derived2 : public base
{
   virtual void print(){ std::cout << "derived2" << std::endl; }
};

class foo
{
public:
   base* bar; 
   foo(): bar(0) {}
   void newfoo(base* newfoo){ bar = newfoo; bar->print(); }
};

int main() {
   foo test;
   test.newfoo(new derived2);
}

【讨论】：