虚函数 + 带有基类指针的 STL 容器

Question

我有一个名为 Base 的基类，它定义了一个虚函数。 Derived 类现在继承自它并实现/覆盖该虚函数。以下代码可以正常工作：

Base* pB = new Derived();
pB->virtual_function(); // function of class Derived gets called -> good

我的问题是，我现在将所有派生实例存储在 STL 容器 std::map<ID, Base*> 中。这似乎会导致问题，因为当我稍后迭代该容器并尝试让每个 Base* 调用我的虚拟函数时，运行时仅将指针识别为类型 Base*并且不调用类中的重写实现Derived。

有没有办法让它按预期工作，或者我在这里错过了一个关键点？

编辑 1： 请求了一些额外的代码，所以我们开始吧：

std::map<ComponentType, Base*> m_Components;
// The factory instantiates a Derived* (via functors) and returns it as Base*
Base* pB = m_pComponentFactory->createComponent(this, type);
// Lazy insert (since there is no map entry with key 'type' at that stage) 
m_Components[type] = pB;

[...]

Base* pB;
for(ComponentMap::const_iterator it = m_Components.begin(); it != m_Components.end( ); ++it) 
{
    pB = it->second;
    pB->virtual_function(); // goes to Base instead of Derived
}

编辑 2： 我刚刚意识到的一件事是，在通过仿函数创建 Derived 实例后，我没有调用 dynamic_cast（或类似的东西）（但我不知道要转换什么无论如何，因为它都是通用/动态的）。它只是一个return creator()，创建者是函子。是这个问题吗？

创建者类型（函数类型）的定义：

typedef Base*(*ComponentCreator)([some params]);

编辑 3： 例如，实际的仿函数是这样定义的（Renderable 和 Location 是从 Base 派生的类）：

&Renderable::Create<Renderable> // or
&Location::Create<Location>

Create() 方法是 Base 类中的模板函数。

template<typename T> 
static Component* Create([some params]) 
{ 
    return new T([some params]); 
}

编辑 4： 问题似乎是我的 clone() + CopyConstructor 处理。我的克隆目前看起来像这样：

Base* Base::clone() const
{
    return new Base(*this);
}

由于我只创建了一个Base*，所以后面的虚拟分辨率无法工作。不过，我现在剩下的问题是，我不知道如何更改克隆。如 EDIT 1 所示，我的 m_Components 映射带有 Base* 指针。我现在需要克隆它们，但我只知道它们是 Base* 的，而不是精确派生的。想到的一个想法可能是将用于创建 Derived 实例的函子首先存储在类中，以便以后重用。所以我的克隆看起来像这样：

Base* Component::clone() const
{
    return m_pCreationFunctor([some params]);
}

有人看到更好的方法吗？

Answer 1

你是切片的受害者。当您复制构造一个 Base 时，您将丢失对象的 Derived 部分。有关更多详细信息，请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Object_slicing。如果不应该实例化基类，则可以考虑将其抽象化以防止将来犯此错误。

在这种情况下的修复可能是有一个虚拟 Base * clone() 方法并在派生类中覆盖它。

即

class Base{
...
virtual Base * clone() const = 0;
...
};

class Derived : public Base {
...
Base * clone() const override { return new Derived(*this); }
...
};

如果你真的想避免重写克隆方法，你可以使用中间的CRTP 类，即

struct Base{
    virtual Base * clone() = 0;
};

template <typename D>
struct B : public Base {
    virtual Base * clone() { return new D(*static_cast<D*>(this)); }
};

struct D : public B<D>{};