派生的 C++ 类如何通过基指针克隆自身？答案

【问题标题】：How can a derived C++ class clone itself via a base pointer?派生的 C++ 类如何通过基指针克隆自身？
【发布时间】：2010-06-28 22:35:33
【问题描述】：

这是我正在尝试做的（此代码不起作用）：

class Base
{
    virtual Base *clone() { return new Base(this); }
    virtual void ID() { printf("BASE");
};

class Derived : publc Base
{
    virtual Base *clone() { return new Derived(this); }
    virtual void ID() { printf("DERIVED"); }
}

.
.
Derived d;
Base *bp = &d;
Base *bp2 = bp->clone();

bp2->ID();

我喜欢的是看到“DERIVED”打印出来......我得到的是“BASE”。我是一名长期的 C 程序员，并且在 C++ 方面经验丰富……但我在这方面没有取得任何进展……任何帮助将不胜感激。

【问题讨论】：

显示更多代码，特别是在这种情况下每个类的所有构造函数很重要。（有些可以从你的代码中推断出来，但它有助于从每个人那里获得更正确的答案......）
嗯。初始代码有 Base bp = &d。现在改为 Base* bp = &d;
与问题无关，但您还需要类上的虚拟析构函数。
仍然无法编译，因为没有适合 new Base(this) 和 new Derived(this) 的构造函数
可能重复 [我可以将指针传递给超类，但创建子类的副本吗？ ](stackoverflow.com/questions/3063534/…)

标签： c++ cloning

【解决方案1】：

一旦所有的编译错误都得到修复，我就得到了这样的结果：

#include <cstdio>

class Base
{
  public:
    Base() {}
    Base(const Base&) {}
    virtual Base *clone() { return new Base(*this); }
    virtual void ID() { printf("BASE"); }
};

class Derived : public Base
{
  public:
    Derived() {}
    Derived(const Derived&) {}
    virtual Base *clone() { return new Derived(*this); }
    virtual void ID() { printf("DERIVED"); }
};


int main()
{
  Derived d;
  Base *bp = &d;
  Base *bp2 = bp->clone();

  bp2->ID();
}

这为您提供了您正在寻找的东西——衍生。

【讨论】：

感谢大家的宝贵时间。研究这个例子，我想我明白了这个问题。

【解决方案2】：

该代码充满了语法错误。也许最重要的是，Derived 没有从 Base 继承。其次，除了语法错误（可能是简单的拼写错误），Base 显然需要一个虚拟析构函数。 clone 方法几乎要求您可以在基指针 (Base*) 上调用 operator delete。

class Base
{
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual Base* clone() const { return new Base(*this); }
    virtual void ID() const { printf("BASE"); }
};

class Derived: public Base
{
public:
    // [Edit] Changed return type to Derived* instead of Base*.
    // Thanks to Matthieu for pointing this out. @see comments below.
    virtual Derived* clone() const { return new Derived(*this); }
    virtual void ID() const { printf("DERIVED"); }
};

int main()
{
    Derived d;
    Base* bp = &d;

    Base* bp2 = bp->clone();
    bp2->ID(); // outputs DERIVED as expected
    delete bp2;
}

【讨论】：

我向大家道歉...我创建了一个简单的示例并发布它，试图避免将每个人都埋在实际代码中...但是我在简单版本中犯了几个错误，并且在我可以之前回来纠正他们，我有几个答案！在这一点上，我不知道哪些答案正在回答我的错误示例，这仍然与我的真正问题有关......
使用智能指针（如boost::shared_ptr）自动删除bp2也比较好。
@Nathan 这不完全正确。根据 Sutter，无论子类是否具有非 POD 作为成员，通过多态基指针删除都会调用未定义的行为。基类 dtor 应该是公共的和虚拟的，或者是受保护的和非虚拟的，以避免这种情况。当然，当 Derived 不存储 POD 并且没有自己的析构函数时，我们可能能够侥幸逃脱，但它仍然调用未定义的行为。如果 Derived 定义自己的 dtor，则通过 Base* 删除将无法调用该函数。
由于基类本质上是使用克隆方法实现原型模式，因此代码几乎需要我们有一个公共虚拟 dtor，而不管目前如何实现子类。否则很容易产生未定义的行为诱导、脆弱的代码，这些代码很危险。
@Mattieu Edit 没关系，这对我来说实际上在 MSVC 和 Comeau 上编译得很好。我试图在一行中写出代码时遇到了不匹配的常量。我每天都在学习新东西！那么，我们可以用一个接受/返回 Derived*/Derived& 的函数来覆盖任何接受/返回 Base*/Base& 的函数吗？当我们直接使用 Derived 而不是通过基本 ptr 工作时，这似乎更容易产生更高效的代码。

【解决方案3】：

与Base bp = &d;

你已经“切片”了d，所以对于编译器来说，bp 真的只是Base 类型，这就是为什么当你调用bp->clone() 时编译器调用Base::clone(); 和bp2->ID() 打印BASE.

Base& bp = d; 会做你想做的事。

【讨论】：

【解决方案4】：

你是slicing 中的Base bp = &d; 类（这会从派生的ptr 构造一个新的基础bp。）

改用Base* bp = &d;。（即创建一个指向 Derived 对象的 Base 类型的指针。）

【讨论】：

我没有在 OP 上看到编辑语句（此时），并且代码已经按照您的建议执行（尽管它根本无法编译）。虽然报告的问题确实有切片问题的味道，但发布的代码并没有证明它......编辑：糟糕，我正在查看错误的帖子以获取编辑标记。你是对的，马库斯。很抱歉给您带来麻烦。

【解决方案5】：

您的示例不正确，无法编译。特别是这一行：

Base bp = &d;

这也可能是您的问题的根本原因（您可能正在切片您的对象），但如果没有看到工作代码，我无法确定。

你还有一个问题是你的两个类不相关（你的意思是写class Derived : public Base？）

【讨论】：

是的，我知道这段代码不会编译。我在发布它的一分钟内修复了这个错误，但你们很快！请参阅更正后的问题。我不知道“切片”是什么，但我正在查找它......
@wanlessv - 在发布问题之前，您应该始终确保您的代码能够编译。在不确切知道您要做什么的情况下，我们无法始终看到问题所在。

【解决方案6】：

代码看起来不错，除了愚蠢的语法错别字和缺少的 ctors。

【讨论】：