c++中的多态性，父类的载体中的类型丢失

polymorphism in c++, loss of type in vector of parent class

本文关键字：类型 父类 多态性 c++      更新时间：2023-10-16

我有一个类a，它是类B和C的父类。还有一个类X，它是Y和Z的父类。

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

class X
{
    void foo(A) { std:: cout << "A"; }
};
class Y : public X
{
    void foo(B) {std::cout << "B"; }
};
class Z : public X
{
    void foo(c) {std<<cout <<"C"; }
};
int main()
{
    B b;
    C c;
    Y y;
    Z z;
    y.foo(b);//prints B // b is a B, and Y::foo takes a B, hence print B
    y.foo(c);//prints A // mismatch between types, fall back and print A
    z.foo(b);//prints A // mismatch between types, fall back and print A
    z.foo(c);//prints C // c is a C, and Y::foo takes a C, hence print C
    std::vector<A> v;
    v.push_back(b);
    v.push_back(c);
    //In this loop, it always prints A, but *this is what I want to change* 
    for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
    {
        z.foo(v.at(i));
        y.foo(v.at(i));
    }
}

是否可以让项目打印与硬编码调用相同的结果？这意味着我会把它们当作它们的原始类型，而不是它的父类型？或者一旦我把它们放在a的向量中，它们将永远是a型的？

您看到的是对象切片
您将派生类的对象存储在一个向量中，该向量本应存储基类的对象，这导致对象切片，并且存储的对象的派生类特定成员被切片，因此存储在向量中的对象仅充当基类的对象。

解决方案：

您应该将指向基类对象的指针存储在向量中：

vector<X*>

通过存储一个指向基类的指针，就不会有切片，并且通过使函数virtual也可以实现所需的多态行为
正确的方法是使用合适的智能指针，而不是在矢量中存储原始指针。这将确保您不必手动管理内存，RAII将自动为您管理内存。

这被称为切片。当您将元素push_back复制到std::vector<A>中时，它基本上将elements复制到新构建的A实例中。因此，来自派生类的对象的部分of将丢失（"切片"）。

为了避免切片，您需要使用一个存储指针而不是元素的容器，因此您应该使用std::vector<A*>，或者如果您的元素是堆分配的，则最好使用某种智能指针的向量（C++11中的std::shared_ptr或std::unique_ptr，否则为boost::shared_ptr或std::tr1::shared_ptr）。

但是，即使您更改了以下内容，您的代码也无法正常工作：X、Y和Z都按值取其参数，而向量中的所有元素都将具有类型A*，因此取消引用它们将产生A，因此它仍然会调用错误的方法。这可以通过将签名更改为始终采用A&或A*，并使用dynamic_cast尝试将其转换为类型：来解决

class X
{
    void foo(A*) { std:: cout << "A"; }
};
class Y : public X
{
    void foo(A* p) { 
      if ( dynamic_cast<B*>(p) ) std::cout << "B"; // requires virtual methods in A
      else                   X::foo(p);
    }
};
class Z : public X
{
    void foo(A*){ 
      if ( dynamic_cast<C*>(p) ) std::cout << "C"; // requires virtual methods in A
      else                   X::foo(p);
    }
};

当然，dynamic_cast的成本有点高，但如果这是一个问题，你可能需要重新考虑你的设计。此外，您需要确保A, B, C包含一些virtual方法（无论如何，virtual destructor在这里是个好主意），因为否则dynamic_cast将不起作用）

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