多态中的引用和指针答案

【问题标题】：Reference and pointer in polymorphism多态中的引用和指针
【发布时间】：2015-10-26 15:26:44
【问题描述】：

基础抽象类：

class Satellite
{
public:
    Satellite();
    virtual void center()=0;
    virtual ~Satellite(){}
};

第一个派生类

class Comm_sat:public Satellite
{
public:
    Comm_sat();
    void center() override{cout << "comm satellite override\n";}
};

第二个派生类

class Space_station:public Satellite
{
public:
    Space_station();
    void center() override{cout << "space station override\n";}
};

函数的指针版本

void f(Satellite* ms){
    ms->center();
    delete ms;
}

int main()
{
    Comm_sat* cs = new Comm_sat;
    Space_station* ss = new Space_station;
    f(cs);
    f(ss);
}

在main() 中使用new 创建的对象在f() 中被正确销毁，对吧？

函数的参考版本

void f(Satellite& ms){
    ms.center();
}

int main()
{
    Comm_sat cs;
    Space_station ss;
    f(cs);
    f(ss);
}

参考版更好吗？

此外，我尝试使用unique_ptr，但是，我得到了错误

void f(Satellite* ms){
    ms->center();
}

int main()
{
    unique_ptr<Comm_sat> cs{new Comm_sat};
    unique_ptr<Space_station> ss{new Space_station};
    f(cs);
    f(ss);
}

错误：无法将 std::unique_ptr<Comm_sat> 转换为 Satellite* 以将参数 1 转换为 void f(Satellite*)
错误：输入class std::unique_ptr<Comm_sat> 参数给delete，预期指针delete cs；

另一个派生类也出现同样的错误。

【问题讨论】：

void main 是不允许的。

标签： c++ pointers reference polymorphism

【解决方案1】：

参考版更好吗？

是的，虽然更好的说法是“指针版本更差”。指针版本的问题是你传递了一个有效的指针，并在函数返回时得到一个悬空指针。这不直观，当有人修改您的代码时认为您忘记删除main 中的cs 和ss，而没有意识到f 删除了它的参数时，这会导致维护问题。

使用引用的版本在这方面要好得多，因为资源是自动为您管理的。您的代码的读者不需要跟踪cs和ss的内存被释放的地方，因为分配和释放是自动发生的。

我尝试使用unique_ptr，但出现错误

没有从std::unique_ptr<T> 到T* 的隐式转换。如果你想传递一个原始指针，你需要调用get()：

f(cs.get());
f(ss.get());

【讨论】：

如果我理解正确，在任何一种情况下（指针或引用），对象都是在堆上分配的，而不是在堆栈上，对吧？
@MiloLu 使用引用的版本在堆栈上同时分配cs 和ss 对象。
正如无用的建议，我可以在堆上分配对象，并且仍然通过引用传递*cs 和*ss。在我看来，地址只是一个地址，不管它是在堆上还是在栈上。
@MiloLu 这取决于你。在堆栈上分配的一个优点是您不需要跟踪对象的生命周期并调用delete。堆栈分配的缺点是，您无法将对象的生命周期延长到其被分配的块的运行时间之后。
除此之外，堆栈比堆快，这又使参考版本更受欢迎？

【解决方案2】：

在main() 中使用new 创建的对象在f() 中被正确销毁，对吧？

它们已被销毁并正确清理，是的。不过，“正确地”是一个延伸，因为所有这些手动新建和删除原始指针的东西都是糟糕的风格。

unique_ptr 不适合您的原因是......它是一个unique_ptr，而不是原始指针。您不能将其作为原始指针传递。

试试

void f(Satellite* ms){
    ms->center();
}
// ...
f(cs.get());

或者更好，除非你有时真的需要传递nullptr，

void f(Satellite& ms){
    ms.center();
}
// ...
f(*cs);

或者最重要的是，因为您根本没有任何理由需要动态分配：

void f(Satellite& ms);
// ...
{
    Comm_sat cs;
    f(cs);
} // no new, no delete, cs goes out of scope here

【讨论】：