为什么会发生切片？ [复制]

Question

请考虑以下代码：

Base b;
if (something)
    b = DerivedA();
else
    b = DerivedB();

众所周知，在这种情况下，会发生“切片”：在 C++ 中，我们不能将基类型的变量分配给派生类型的对象；该对象将被“切割”掉任何未在基本类型中定义的东西。 （如果我们想做这样的事情，我们必须使用指针或引用）。

我想了解造成这种情况的实际原因。即，Base 变量在不切片的情况下无法容纳 Derived 对象的原因。

我的假设是，原因是 Base 对象和 Derived 对象的大小可能不同，因此我们不能保证能够存储整个 Derived 对象在Base 变量中。 Base 可能占用 4 个字节，而 Derived 占用 7 个字节。所以我们决定总是对派生对象进行切片以适应基本类型的大小。

我们能够使用指针来做到这一点，因为它们都占用相同数量的内存。

这个假设正确吗？如果不是，那么切片的真正原因是什么？

Answer 1

没有。在您的示例中，切片的原因是不同的。

在Base b; 行中，您在堆栈上为Base 类型的对象分配空间，并且已经调用了它的默认构造函数。因此，在if-statement 的每个分支中，会发生对b 的赋值，这是通过赋值运算符实现的，通常带有签名Base::operator=(const Base&)。如果您不重载此运算符，则其默认语义是逐字段复制。请注意，参数类型为Base（或const Base&），因此只有右侧的Base-字段可见！

假设您有某种方式将 DerivedA 对象中包含的所有信息存储在 Base 对象中（尽管这不太可能），您可以将赋值运算符重载为 Base::operator=(const DerivedA&) ，实现你自己的赋值语义，上面的就可以完美地工作了。

Answer 2

问题在于复制和移动语义（复制构造函数、复制赋值等）。您将获得元素的副本，但并非所有元素都会被复制。如果你有一个基指针，就不会有问题。

如果您有一个完全填充的 DerivedA 对象，并将其分配给本地堆栈基类型，则将使用复制分配，并且任何派生元素值都将被丢弃。

在编写复制构造函数时考虑一下。除了当前班级的成员之外，您还做任何额外的工作吗？你怎么知道从当前类派生了什么，以及要做什么？尝试这样做会非常糟糕。

class BaseType
{
private:
    int m_i;

public:
    explicit BaseType(BaseType const & other) // copy ctor
    {
        m_i = other.m_i;   // bitwise copy or memberwise copy will suffer the same issue
        // what else is there to do?  
        // BaseType has no knowledge of any other members
    }

    BaseType & BaseType::operator=(BaseType const & other)  // copy assignment
    {
        m_i = other.m_i;
        // what else is there to do?  
        // BaseType has no knowledge of any other members
    }
};

即使是按位复制（对于std::is_trivially_copyable<T>），大小也会是 BaseType，并且正如您所指出的，它比必要的要小，并且会截断数据。

希望这会有所帮助。