我需要复制具有基指针的多态类的对象。我知道我可以为此实现一个虚拟方法。但是如果基类不应该是抽象的呢？如果您忘记在派生中重新实现它，那么在没有纯说明符的情况下保留该方法可能会导致运行时错误。不舒服。处理这个问题的最佳方法是什么？
【问题讨论】：
标签： c++ copy polymorphism clone
您永远不应该实例化基类，这是有充分理由的。 如果您确实需要创建一个空的最终类，请使用以下内容。
class IBase
{
virtual void SharedCode()
{
1 + 1;
/// code here
};
virtual void AbstractDecalration() = 0;
};
class Base final: IBase
{
void AbstractDecalration() override;
};
Base b{};
所有未来派生类都将能够使用 IBase 的 SharedCode，并且您将拥有一个最终的 Base 实例化类。这是为了将来验证您的代码库。
但是我意识到这不是你问的问题，所以这里是一个实现，我使用一个简单的检查类的 vtable 指针来查看我是否有正确的类。
这是一个运行时检查，不能跨库使用 dynamic_assert 如果是这种情况。
#include <memory>
#include <type_traits>
#include <assert.h>
class Base {
public:
auto clone() const
{
return std::unique_ptr<Base>(this->clone_impl());
}
private:
virtual Base* clone_impl() const
{
Base b{};
int* bVtablePtr = (int*)((int*)&b)[0];
int* thisVtablePtr = (int*)((int*)this)[0];
assert(bVtablePtr == thisVtablePtr);
return new Base(*this);
}
};
class Derived : public Base
{
auto clone() const
{
return std::unique_ptr<Derived>(this->clone_impl());
}
virtual Derived* clone_impl() const
{
return new Derived();
}
};
class Falty : public Base{};
int main(){
std::unique_ptr<Derived> good(new Derived());
std::unique_ptr<Falty> falty(new Falty());
good->clone(); // oke
falty->clone(); // this function asserts at runtime
}
注意私有 clone_impl 和 public unique_ptr 重新调整克隆方法。 对于防止代码中的内存泄漏非常有用
【讨论】：
您可以通过引入另一个抽象基类以及对clone 函数使用CRPT 来实现您想要的。然后，clone 将“免费”在所有派生类中自动实现（无需手动重新输入）。示例：
struct Abstract
{
virtual ~Abstract() {}
virtual Abstract* clone() const = 0;
virtual void say() const = 0;
};
template <typename B, typename D>
struct AbstractCloneable : B
{
virtual B* clone() const override
{
return new D(static_cast<const D&>(*this));
}
};
// original base class
struct Base : AbstractCloneable<Abstract, Base>
{
virtual void say() const override
{
std::cout << "Base" << std::endl;
}
};
// original derived class #1
struct Derived1 : AbstractCloneable<Base, Derived1>
{
virtual void say() const override
{
std::cout << "Derived1" << std::endl;
}
};
还有一个测试程序：
int main()
{
std::unique_ptr<Abstract> ptr1 = std::make_unique<Base>();
ptr1->say();
std::unique_ptr<Abstract> ptr1_copy{ ptr1->clone() };
ptr1_copy->say();
std::unique_ptr<Abstract> ptr2 = std::make_unique<Derived1>();
ptr2->say();
std::unique_ptr<Abstract> ptr2_copy{ ptr2->clone() };
ptr2_copy->say();
}
哪些输出：
Base
Base
Derived1
Derived1
现场演示：https://godbolt.org/z/3FeSTd
更多细节和解释请看这篇文章：C++: Polymorphic cloning and the CRTP (Curiously Recurring Template Pattern)。
【讨论】：