如何复制包含指向其他几个成员之一的指针的对象？答案

【问题标题】：How to copy object which contains a pointer to one of several other members?如何复制包含指向其他几个成员之一的指针的对象？
【发布时间】：2018-08-21 05:42:42
【问题描述】：

考虑一下：

class Base {};    
class A : public Base {};
class B : public Base {};
class C : public Base {};
class D : public Base {};

class Obj
{
public:
    Obj(const Obj&);

private:
    A _a;
    B _b;
    C _c;
    D _d;
    Base *_current;
};

_current 始终指向 _a、_b、_c 或 _d 之一。 A、B、C 和 D 可以有不同的大小。我想实现Obj(const Obj&)，以便副本的_current 本身指向适当的成员。

这种方法安全吗：

Obj::Obj(const Obj& obj) :
    _a {obj._a},
    _b {obj._b},
    _c {obj._c},
    _d {obj._d}
{
    auto objAAddr = reinterpret_cast<const char *>(&obj._a);
    auto objCurAddr = reinterpret_cast<const char *>(obj._current);
    auto diff = objCurAddr - objAAddr;
    auto myAAddr = reinterpret_cast<char *>(&_a);
    _current = reinterpret_cast<Base *>(myAAddr + diff);
}

这里的“基”地址可以是 _a 以外的其他地址，例如 &_obj（然后将差异应用于 this）。

有没有更好/更清洁的选择？

【问题讨论】：

出于好奇，你想用这个模式来完成什么？
除了“安全吗？”问“它可读吗？”和“它可维护吗？”
coliru.stacked-crooked.com/a/649b11b1b76c977c 您可以使用指向成员函数的指针来简化复制分配。其他一切都变得复杂，但是...
我不知道如何用指向成员变量的指针做同样的事情，因为它不喜欢变量具有不同的类型，因为来自Derived Obj::* 的转换`Base Obj::* 是不允许的，因为可以尝试使用它来编辑原始数据。因此，我不得不求助于通用的 getter 函数。
为什么不使用 std::variant？

标签： c++ copy-constructor

【解决方案1】：

要计算_current，您应该将obj._current 和&obj 之间的差值添加到this。要正确计算偏移量，您应该使用特殊类型 uintptr_t。 char * 不适合，因为有特定平台char 超过一个字节。

#include <cstdint>
Obj::Obj(const Obj& obj) :
    _a {obj._a},
    _b {obj._b},
    _c {obj._c},
    _d {obj._d}
{
    _current = reinterpret_cast<Base *>(reinterpret_cast<uintptr_t>(this) +
        (reinterpret_cast<const uintptr_t>(obj._current) - 
            reinterpret_cast<const uintptr_t>(&obj)));
}

我会在那里使用 C 风格的演员表：

Obj::Obj(const Obj& obj) :
    _a {obj._a},
    _b {obj._b},
    _c {obj._c},
    _d {obj._d}
{
    _current = (Base *)((uintptr_t)this +
        ((const uintptr_t)obj._current - (const uintptr_t)&obj));
}

【讨论】：

没有char 超过一个字节的平台。 char根据定义是一个字节。一个字节可能是 43 位，但 char 同样是 43 位。
@MooingDuck 现代字节总是 8 位。它记录在 ISO/IEC 2382-1:1993 中。不要混合字节和字。 Char 根据定义不是一个字节。 char是sizeof(char)为1的类型。char的定义中没有字节。
@S.M. C++ 中没有“现代字节”的概念。 C++ 标准只说字节不能小于 8 位。 stackoverflow.com/questions/5516044/system-where-1-byte-8-bit
@liliscent 好的，实际字节而不是现代字节听起来会更好。再一次，C++ 说 char 不能小于 8 位，CHAR_BIT >= 8，而不是 byte。
@S.M. sizeof 运算符在其操作数的对象表示中产生 字节数。 expr.sizeof

【解决方案2】：

Ad hoc 多态可以在没有脆弱的指针算法的情况下完成。

class Base {};    
class A : public Base {};
class B : public Base {};
class C : public Base {};
class D : public Base {};

class Obj
{
public:
    Obj(const Obj&);
    Obj() { set_current(aa);  }
private:
    A _a;
    B _b;
    C _c;
    D _d;
    Base *_current;
    enum base_tag {
        aa, bb, cc, dd
    } tag;
    void set_current(base_tag t) {
        tag = t;
        switch (tag) {
        case aa: _current = &_a; break;
        case bb: _current = &_b; break;
        case cc: _current = &_c; break;
        case dd: _current = &_d; break;
        default: throw("gulp");
        }
    }
};

Obj::Obj(const Obj& obj) :
    _a {obj._a},
    _b {obj._b},
    _c {obj._c},
    _d {obj._d}
{
    set_current(obj.tag);
}

int main() {
    Obj o1;
    Obj o2{ o1 };
}

【讨论】：

投掷cost char(&)[5] 看起来很残忍
@MoonDuck 复仇。