静态成员函数和派生类的问题

Issue with static member function and derived class

本文关键字：问题 派生 函数 静态成员      更新时间：2023-10-16

我有一个带有静态成员函数的类(这是必需的)。以便能够使用类的非静态成员。我定义了一个Static_This，它是一个指向类的指针。

template<class T>
class Energy_Minimizer
{
protected:
    static Energy_Minimizer* Static_This;
    Petsc_Vector<T>* Gradient;
    Petsc_Vector<T>* Solution;
    static int Form_Function_and_Gradient(Petsc_Vector<T> *Solution_,Petsc_Vector<T>  *Gradient_, PetscReal *Function_Value_);
public:
    Energy_Minimizer(MPI_Comm Communicator_);
    void Add_Term(vector<int>& Indexes, void* Coefs, string Function_Name_);
    virtual void Total_Energy()=0;
};

我在类的构造函数中设置了Static_This。

template<>
Energy_Minimizer<double>::Energy_Minimizer(MPI_Comm Communicator_)
{
    Communicator = Communicator_;
    Static_This = this;
        ...
}

并可访问非静态虚函数:

int Energy_Minimizer<double>::Form_Function_and_Gradient(Petsc_Vector<double> *Solution_,Petsc_Vector<double>  *Gradient_, PetscReal *Function_Value_)
{
Static_This->Solution = Solution_;
    Static_This->Gradient = Gradient_;
    // Call the user-defined routine to construct the function value, gradient
    Static_This->Total_Energy();
    return 0;
}
我在派生类中实现了虚拟函数Total_Energy(): 
class Strain_Solver : public Energy_Minimizer<double>;
void Strain_Solver::Total_Energy()
{
        ****** Here problem occurs ******
    this->Add_Term(ij_Indexes, NULL , string("Alpha_Term")); 
}

从派生类虚函数调用基类的函数。我唯一的问题是，一旦我从派生类调用基类的成员函数，那么数据(这里的解决方案)就会损坏。例如，当我在上面的例子中调用Add_Term函数时，基类的解向量突然被破坏了。

听起来问题源自派生类，而使用这种设计，问题可能出现在任何地方。你似乎没有使用任何语言结构来达到预期的目的，你打破了所有的规则，而且不清楚为什么。

当我在上面的例子中调用Add_Term函数时，基类的解向量突然损坏了。就像它被取消分配了。

忽略代码，当您增加std::vector的大小时，它可能会重新分配(即deallocate并移动)所包含的对象到更大的内存块。因此，不能对增大的std::vector使用指针或迭代器。

如果程序的某些部分在调用Add_Term时跟踪ij_Indexes内部的事情，它必须

  • 使用整数偏移量(std::size_t是最好的类型)和下标操作符(语法类似ij_Indexes[offset])或
  • ij_Indexes的类型应该更改为容器std::deque，它不会重新分配，但不是平面数组，并且与基于c的数学库不兼容，例如您似乎正在使用。

您的static_这个成员不是静态的。即使是这样，静态字段(数据成员)也只有一个实例，但是一个类可以有多个实例。您的Static_This成员将指向哪个实例?

不管怎样，这看起来是一个奇怪的设计。如果你发布你的真实代码(或至少描述它)，我相信有人会建议你一个更好的设计。

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