C ++如何正确复制指针的容器（向量）？

Question

有几次我偶然发现我有一个需要复制的指针容器。

假设我们有以下类层次结构：

• 学生（基类）

  • 大一（子类）
  • Sophmore（子类）
  • 初级（子类）
  • 高级（子类）

• 学生服务

StudentService 类有一个std::vector<Student*> students 字段和以下构造函数：

StudentService::StudentService(std::vector<Student*> students) {
   // code
}

只使用std::vector::operator= 运算符并写this->students = students 是不正确的，因为这只会复制指针地址，因此如果外部人员删除了这些指针指向的对象，那么 StudentService班级会因此受到影响。

解决方案是循环遍历students参数中的每个指针，并创建一个新的动态对象，如下所示：

for(int i = 0; i < students.size(); i++) {
   this->students.at(i) = new Student(*students.at(i));
}

但即使这样也不合适，因为它只会创建 Student 对象。我们知道学生可以是大一、大二、大三或大四。所以这是我的问题：这个问题的最佳解决方案是什么？

我想一种方法是在每个 Student 类中放置一个私有枚举字段，并有 4 个 if-else 语句检查它是什么类型的 Student，然后基于它创建一个新的动态对象，如下所示：

 for(int i = 0; i < students.size(); i++) {
   if(students.at(i).getType() == FRESHMAN) {
      this->students.at(i) = new Freshman(*students.at(i));
   } else if(students.at(i).getType() == SOPHMORE) {
      this->students.at(i) = new Sophmore(*students.at(i));
   } else if {
   // and so on...
   }
}

但这似乎仍然很麻烦，那么您有什么建议呢？

Answer 1

您正在寻找克隆模式。 向 Student 添加一个 clone() 虚函数，该函数在每个后代中被覆盖并创建适当的副本。然后按照您正确指定的方式编写容器的深层副本。

编辑：我的工作假设是您的新生等课程是学生的后代。如果不是，请使用变体并应用复制访问者。

Answer 2

解决所有权问题

如果您认为在您的模块之间共享Student-s，那么您将面临所有权问题，我建议使用std::shared_ptr<Student>-s 的向量来解决它。

如果您有std::vector<std::shared_ptr<Student>>，您可以将其传递给您想要的任何人。接收者可以使用赋值运算符复制vector，然后他添加/删除的任何对象都不会影响原始容器，就像您希望的那样。

解决克隆问题

如果您对每个模块都有自己的Student-s 向量副本感兴趣，那么您将面临克隆问题。

您可以通过将以下方法添加到您的类来解决它：

class Student {
    [..]
    virtual Student * clone() const = 0; // Assuming Student is abstract, otherwise implement as well
};

class Freshman : public Student {
    [..]
    virtual Freshman * clone() const { return new Freshman(*this); }
};

// Same for other derived classes...

然后使用std::transform复制向量：

// students is the original std::vector<Student *>
std::vector<Student *> copy(students.size());
std::transform(students.begin(), students.end(), copy.begin(), [](Student * s) -> Student * { return s->clone(); });

顺便说一句，这是大二，不是大二...