C ++：对象向量与指向新对象的指针向量？

Question

我正在寻求通过编写示例软件渲染器来提高我的 C++ 技能。它获取由 3d 空间中的点组成的对象，并将它们映射到 2d 视口，并为视图中的每个点绘制不同大小的圆圈。哪个更好：

class World{
    vector<ObjectBaseClass> object_list;
public:
    void generate(){
        object_list.clear();
        object_list.push_back(DerivedClass1());
        object_list.push_back(DerivedClass2());

或者...

class World{
    vector<ObjectBaseClass*> object_list;
public:
    void generate(){
        object_list.clear();
        object_list.push_back(new DerivedClass1());
        object_list.push_back(new DerivedClass2());

??在第二个示例中使用指针创建新对象会破坏使用向量的点，因为向量在第一个示例中自动调用 DerivedClass 析构函数，但在第二个示例中没有？使用向量时是否需要指向新对象的指针，因为只要您使用它们的访问方法，它们就会自行处理内存管理？现在假设我在世界上有另一种方法：

void drawfrom(Viewport& view){
    for (unsigned int i=0;i<object_list.size();++i){
        object_list.at(i).draw(view);
    }
}

当调用它时，它将为世界列表中的每个对象运行 draw 方法。假设我希望派生类能够拥有自己的 draw() 版本。那么列表是否需要指针才能使用方法选择器（->）？

Answer 1

由于您明确表示要改进 C++，我将建议您开始使用 Boost。这可以通过三种不同的方式帮助您解决问题：

使用shared_ptr

使用shared_ptr 可以像这样声明你的向量：

std::vector< boost::shared_ptr< ObjectBase > > object_list;

并像这样使用它：

typedef std::vector< boost::shared_ptr< ObjectBase > >::iterator ObjectIterator;

for ( ObjectIterator it = object_list.begin(); it != object_list.end(); it++ )
    (*it)->draw(view);

这会给你带来多态性，并且可以像普通的指针向量一样使用，但是shared_ptr 会为你做内存管理，当最后一个引用它的shared_ptr 被销毁时销毁对象。

关于 C++11 的注意事项：在 C++11 中，shared_ptr 成为标准的一部分，成为 std::shared_ptr，因此这种方法不再需要 Boost。但是，除非您确实需要共享所有权，否则建议您使用 std::unique_ptr，它是 C++11 中新引入的。

使用ptr_vector

使用ptr_vector 你可以这样做：

boost::ptr_vector< ObjectBase > object_list;

并像这样使用它：

typedef boost::ptr_vector< ObjectBase >::iterator ObjectIterator;

for ( ObjectIterator it = object_list.begin(); it != object_list.end(); it++ )
    (*it)->draw(view);

这将再次像普通的指针向量一样使用，但这次ptr_vector 管理对象的生命周期。与第一种方法的不同之处在于，当向量被销毁时，您的对象会被销毁，而在上面，如果其他引用它们的shared_ptrs 存在，它们可能比容器寿命更长。

使用reference_wrapper

使用reference_wrapper 你可以这样声明：

std::vector< boost::reference_wrapper< ObjectBase > > object_list;

然后像这样使用它：

typedef std::vector< boost::reference_wrapper< ObjectBase > >::iterator 
    ObjectIterator;

for ( ObjectIterator it = object_list.begin(); it != object_list.end(); it++ )
    it->draw(view);

请注意，您不必像上述方法那样首先取消引用迭代器。但是，这只有在您的对象的生命周期在其他地方进行管理并且保证比vector 的生命周期长时才有效。

关于 C++11 的注意事项： reference_wrapper 也已在 C++11 中标准化，现在可以在没有 Boost 的情况下用作 std::reference_wrapper。

正如Maciej Hs 答案中所指出的，您的第一种方法导致object slicing。一般来说，您在使用容器时可能需要查看iterators。

Answer 2

你不会用这段代码得到你想要的

class World{
    vector<ObjectBaseClass> object_list;
public:
    void generate(){
        object_list.clear();
        object_list.push_back(DerivedClass1());
        object_list.push_back(DerivedClass2());

即将发生的事情称为对象切片。你会得到一个ObjectBaseClass的向量。

要使多态起作用，您必须使用某种指针。在 boost 或其他库中可能有一些智能指针或引用可以使用，并使代码比第二种建议的解决方案更安全。

Answer 3

至于你的第一个问题，通常更喜欢使用自动分配的对象而不是动态分配的对象（换句话说，不是来存储指针）只要对于​​有问题的类型，复制- 建造和分配是可能的，而且不会过于昂贵。

如果无法复制或分配对象，那么无论如何您都不能将它们直接放入std::vector，所以这个问题没有实际意义。如果复制和/或赋值操作代价高昂（例如，对象存储大量数据），那么出于效率原因，您可能希望存储指针。否则，通常最好不要因为您提到的原因（自动释放）而存储指针

至于你的第二个问题，是的，这是存储指针的另一个正当理由。动态调度（虚拟方法调用）仅适用于指针和引用（您不能将引用存储在std::vector 中）。如果您需要在同一个向量中存储多个多态类型的对象，则必须存储指针以避免切片。

Answer 4

嗯，这取决于你想用你的向量做什么。

如果你不使用指针，那么它是你传入的对象的副本，它被放在向量上。如果它是一个简单的对象，并且/或者您不想为它们跟踪存储而烦恼，那么这可能正是您想要的。如果它是复杂的，或者构造和销毁非常耗时，您可能更愿意每次只执行一次并将指针传递给向量。