深度复制包含引用成员的结构 (C++)

Question

我有一个 C++ 类，其中包含具有指向类中其他对象的引用成员的对象。这在当时似乎是个好主意，但现在我需要实现整个事情的深层副本，而且我找不到一种方法来做这件事，感觉不像是笨拙的 hack。

我的代码的简化版本如下所示。问题是关于为A 编写一个复制构造函数。

class C {
    int x, y, z; // nothing complicated stored in this class
public:
    // constructor and other methods
};

class B {
    C &c1;
    C &c2;
public:
    // constructor and other methods
};

class A {
    C *c_array;
    B *b_array; // for each item in this array, 
                // its 'c1' and 'c2' fields point to members of c_array.
public:
    // constructor and other methods
};

有些人问这个结构是如何初始化的，所以请让我强调一下，这与回答问题无关。初始化将始终满足b_array 中项目的引用成员指向c_array 中的项目的要求，但除此之外，数据可以是任何东西。复制构造函数适用于满足此属性的任何数据是很重要的。这不是可以通过重用现有初始化代码来解决的问题。

问题是，如果我只是复制b_array 中的对象，它们的引用成员将指向A 的old 实例中的C 对象。我需要让它们指向 new 实例中的相应项目。我能想到的唯一方法是：

• 对于b_array的每个元素，获取其引用成员指向的地址，并将其存储在指针中

• 使用指针算法计算出该指针对应的数组索引

• 使用该索引初始化新b_array的对应元素的引用成员。

我的问题是，有没有更清洁/更简单/更优雅的方式？如果没有，我将重构我的设计以使用数组索引而不是整个引用。

也许我不应该使用引用成员 - 我知道有些人说使用指针总是更好。如果我使用指针而不是引用，会有更好的解决方案吗？ （我看不到但我不知道。）

Answer 1

使用引用的深拷贝必须首先复制值（c_array），然后存储对这些新值的引用。除了您描述的算法之外，我看不到实现此目的的方法。

使用指针代替引用不会改变这一点。有各种comparisons of pointers vs references。指针的初始化不那么棘手（创建为 null 并在您准备好时分配）并且使用起来更危险（可能仍然为 null）。但是您仍然需要复制对象，然后找到并复制它们的链接。

我找不到比使用数组索引更简单/更优雅的方法。使用数组索引，您只需逐个复制数组值，并且将为您处理指向哪个对象的索引结构。

Answer 2

您可以为A 提供一个赋值运算符（和一个复制ctor），它可以同时处理c_array 和b_array 的更改，假设B 可以处理C 的赋值为只是一个引用/指针更新。

它可以是：

struct B { ... B& operator=(const C& c) { this->c = &c; return *this; } };

struct A { ...
    A& operator=(const A& a) {
        c_array = a.c_array;
        b_array = a.b_array;
        // re-assign pointers/references only using B's `operator=(const C&)` :
        std::copy_n(c_array.begin(), c_array.size(), b_array.begin());
        return *this;
    }
};

有点乱，但是：see live example

注意，如果你注释掉std::copy_n这一行，你当然可以在输出中观察到副本没有被分离，即副本的b_array指向原始的c_array而不是自己的。