对象切片时如何生成编译器警告/错误

Question

我想知道是否可以让编译器针对以下代码发出警告/错误：

注意：

1.是的，这是一种糟糕的编程风格，我们应该避免这种情况——但我们正在处理遗留代码，希望编译器可以帮助我们识别这种情况。）

2.我更喜欢编译器选项 (VC++) 来禁用或启用对象切片，如果有的话。

class Base{};
class Derived: public Base{};

void Func(Base)
{

}

//void Func(Derived)
//{
//
//}

//main
Func(Derived());

在这里，如果我注释掉第二个函数，第一个函数将被调用 - 编译器（VC++ 和 Gcc）对此感到满意。

它是 C++ 标准吗？遇到此类代码时，我可以要求编译器（VC++）给我一个警告吗？

非常感谢！！！

编辑：

非常感谢您的帮助！

我找不到提供错误/警告的编译器选项 - 我什至在 MSDN 论坛上为 VC++ 编译器顾问发布了这个，但没有任何答案。所以恐怕gcc和vc++都没有实现这个功能。

因此，添加以派生类为参数的构造函数将是目前最好的解决方案。

编辑

我已向 MS 提交反馈，希望他们能尽快修复：

https://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/ViewFeedback.aspx?FeedbackID=421579

-白燕

Answer 1

这通常被称为Object Slicing，并且是一个众所周知的问题，有自己的维基百科文章（尽管它只是对该问题的简短描述）。

我相信我使用的编译器有一个警告，您可以启用它来检测和警告这一点。但是，我不记得是哪一个了。

Answer 2

不是真正解决您当前问题的方法，但是....

大多数将类/结构对象作为参数的函数都应将参数声明为“const X&”或“X&”类型，除非它们有充分的理由不这样做。

如果你总是这样做，对象切片永远不会成为问题（引用不会被切片！）。

Answer 3

class Derived: public Base{};

您是说 Derived 是一个基数，因此它应该适用于任何需要基数的函数。如果这是一个真正的问题，那么继承可能不是您真正想要使用的。

Answer 4

我建议向您的基类添加一个构造函数，该构造函数显式地对派生类进行 const 引用（使用前向声明）。在我的简单测试应用程序中，这个构造函数在切片情况下被调用。然后，您至少可以获得运行时断言，并且您可能会通过巧妙地使用模板获得编译时断言（例如：以在该构造函数中生成编译时断言的方式实例化模板）。当您调用显式函数时，也可能有特定于编译器的方法来获取编译时警告或错误；例如，您可以在 Visual Studio 中对“切片构造函数”使用“__declspec(deprecated)”来获得编译时警告，至少在函数调用情况下是这样。

因此，在您的示例中，代码将如下所示（对于 Visual Studio）：

class Base { ...
    __declspec(deprecated) Base( const Derived& oOther )
    {
        // Static assert here if possible...
    }
...

这适用于我的测试（编译时警告）。请注意，它不能解决复制情况，但类似构造的赋值运算符应该可以解决问题。

希望这会有所帮助。 :)

Answer 5

如果您可以修改基类，您可以执行以下操作：

class Base
{
public:
// not implemented will cause a link error
    Base(const Derived &d);
    const Base &operator=(const Derived &rhs);
};

取决于您的编译器应该为您提供翻译单元，以及可能发生切片的函数。

Answer 6

解决此问题的最佳方法通常是遵循 Scott Meyer 的建议（请参阅 Effective C++），即在继承树的叶节点处仅具有具体类并确保非叶类是通过至少有一个纯虚函数（析构函数，如果没有别的）来抽象。

令人惊讶的是，这种方法也经常以其他方式帮助阐明设计。在任何情况下，隔离通用抽象接口的工作通常都是值得的设计工作。

编辑

虽然我最初并没有说清楚，但我的答案来自这样一个事实，即在编译时无法准确警告对象切片，因此，如果您有编译时断言，或启用编译器警告。如果您需要了解对象切片的实例并需要更正它们，那么这意味着您有更改遗留代码的愿望和能力。如果是这种情况，那么我认为您应该认真考虑重构类层次结构，以使代码更加健壮。

我的理由是这样的。

考虑一些定义类 Concrete1 并在该函数的接口中使用它的库代码。

void do_something( const Concrete1& c );

传递类型是参考是为了提高效率，通常是一个好主意。如果库认为 Concrete1 是值类型，则实现可能会决定复制输入参数。

void do_something( const Concrete1& c )
{
    // ...
    some_storage.push_back( c );
    // ...
}

如果传递的引用的对象类型确实是Concrete1 而不是其他派生类型，那么这段代码没问题，不执行切片。对此push_back 函数调用的一般警告可能只会产生误报，而且很可能没有帮助。

考虑一些从Concrete1 派生Concrete2 并将其传递给另一个函数的客户端代码。

void do_something_else( const Concrete1& c );

因为参数是通过引用获取的，所以在要检查的参数上没有发生切片，所以在这里警告切片是不正确的，因为可能没有发生切片。将派生类型传递给接受引用或指针的函数是利用多态类型的一种常见且有用的方法，因此警告或禁止这样做似乎会适得其反。

那么哪里出错了？好吧，“错误”是传递对从类派生的东西的引用，然后被调用的函数将其视为值类型。

一般来说，没有办法针对对象切片生成始终有用的编译时警告，这就是为什么最好的防御措施是在可能的情况下通过设计消除问题。

Answer 7

作为Andrew Khosravian's answer 的变体，我建议使用模板复制构造函数和赋值运算符。这样您就不需要知道给定基类的所有派生类来保护该基类不被切片：

class Base
{
private:   // To force a compile error for non-friends (thanks bk1e)
// Not implemented, so will cause a link error for friends
    template<typename T> Base(T const& d);
    template<typename T> Base const& operator=(T const& rhs);

public:
// You now need to provide a copy ctor and assignment operator for Base
    Base(Base const& d) { /* Initialise *this from d */ }
    Base const& operator=(Base const& rhs) { /* Copy d to *this */ }
};

虽然这减少了所需的工作量，但使用这种方法，您仍然需要处理每个基类以保护它。此外，如果从Base 到SomeOtherClass 的合法转换使用operator Base() 的SomeOtherClass 成员，则会导致问题。 （在这种情况下，可以使用涉及boost::disable_if<is_same<T, SomeOtherClass> > 的更复杂的解决方案。）在任何情况下，一旦确定了对象切片的所有实例，就应该删除此代码。

致全世界的编译器实现者： 对象切片测试绝对值得为其创建（可选）警告！我想不出有一个例子会是理想的行为，而且它在新手 C++ 代码中很常见。

[EDIT 27/3/2015:] 正如 Matt McNab 所指出的，您实际上不需要像我上面所做的那样明确声明复制构造函数和赋值运算符，因为它们仍将由编译器隐式声明。在 2003 C++ 标准中，这在 12.8/2 下的脚注 106 中明确提及：

因为模板构造函数永远不是复制构造函数，所以这样的模板的存在不会抑制复制构造函数的隐式声明。模板构造函数与其他构造函数（包括复制构造函数）一起参与重载决议，如果模板构造函数提供比其他构造函数更好的匹配，则可以使用模板构造函数来复制对象。

Answer 8

我稍微修改了你的代码：

class Base{
  public:
    Base() {}
    explicit Base(const Base &) {}
};

class Derived: public Base {};

void Func(Base)
{

}

//void Func(Derived)
//{
//
//}

//main
int main() {
  Func(Derived());
}

explicit 关键字将确保构造函数不会被用作隐式转换运算符 - 当你想使用它时必须显式调用它。