复制构造函数：深度复制抽象类答案

【问题标题】：Copy constructor: deep copying an abstract class复制构造函数：深度复制抽象类
【发布时间】：2010-12-02 00:22:02
【问题描述】：

假设我有以下情况（简化情况）：

class Color;

class IColor
{
public: 
    virtual Color getValue(const float u, const float v) const = 0;
};

class Color : public IColor
{
public:
    float r,g,b;
    Color(float ar, float ag, float ab) : r(ar), g(ag), b(ab) {}
    Color getValue(const float u, const float v) const 
    { 
        return Color(r, g, b)
    }
}

class Material
{
private:
    IColor* _color;
public:
    Material();
    Material(const Material& m);
}

现在，我有什么方法可以在 Material 的复制构造函数中对抽象 IColor 进行深度复制吗？也就是说，我希望复制任何 m._color 的值（颜色、纹理），而不仅仅是指向 IColor 的指针。

【问题讨论】：

标签： c++ constructor abstract-class deep-copy

【解决方案1】：

看看the virtual constructor idiom

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以在界面中添加一个 clone() 函数。

【讨论】：

【解决方案3】：

您必须自己将该代码添加到 Material 复制构造函数中。然后编写代码以释放析构函数中分配的 IColor。

您还需要向 IColor 添加一个虚拟析构函数。

自动进行深拷贝的唯一方法是直接存储颜色而不是指向 IColor 的指针。

【讨论】：

因为默认情况下它只会简单地将指针地址复制到复制的指针地址中。它不会复制指向的内容，然后重新调整指针。 Luke 最好的建议是创建从复制构造函数调用的 clone() 函数。

【解决方案4】：

为颜色添加一个 clone() 方法可能是最好的，但如果您没有该选项，另一种解决方案是使用 dynamic_cast 将 IColor* 转换为 Color*。然后就可以调用 Color 复制构造函数了。

【讨论】：

但是你不知道是Color还是Texture，那你怎么dynamic_cast呢？
如果对象不是颜色类型，那么 dynamic_cast(_color) 将返回 null。（只要类至少有一个虚方法，动态转换/rtti 就可以检测出实际类型是什么）。所以你可以做的是测试可能性。这一点都不好玩，而且几乎总是比使用 clone() 方法更糟糕，但在极少数情况下你必须做这样的事情。

【解决方案5】：

如果你有一个为你创建颜色的“类工厂”类，你可以为用户实现一个类型擦除向上转换的复制构造函数。在您的情况下，它可能不适用，但是当它适用时，我发现它比对实施者强制执行克隆功能更优雅。

struct IColor {
    /* ... */

    // One way of using this.
    // If you have a "manager" class, then this can be omitted and completely
    // hidden from IColor implementers.
    std::unique_ptr<IColor> clone() const final {
        return cpy_me(this); // upcasts
    }

    // There are other ways to riff around the idea, but the basics are the same.

private:
    friend struct ColorMaker;

    IColor() = default;

    using cpy_callback_t = std::unique_ptr<IColor> (*)(const IColor*);
    cpy_callback_t cpy_me = nullptr;
};

struct ColorMaker {
    template <class T>
    static std::unique_ptr<IColor> make_color() {
        static_assert(std::is_base_of_v<IColor, T>, "bleep bloop, no can do");

        std::unique_ptr<IColor> ret = std::make_unique<T>();

        // Encoding type T into the callback, type-erasing it.
        // IColor implementer only has to implement copy constructor as usual.
        ret.cpy_me = [](const IColor* from) -> std::unique_ptr<IColor> {
            return std::make_unique<T>(*static_cast<const T*>(from));
        };

        return ret;
    }
}

【讨论】：