C++等价于简单的Java多态性

C++ equivalent for simple Java polymorphism

本文关键字：Java 多态性 简单 等价于 C++      更新时间：2023-10-16

我在C++中处理一个看似简单的任务。我正在努力实现基本的OOP多态性。

考虑一下这个Java示例：

interface Bob
{
   void foo();
}
class ActualBob implements Bob
{
   void foo()
   {
      /* I like foo things */
   }
}
class Jane
{
    Bob bob;
}

简可以有任何鲍勃，随和：

Jane jane = new Jane();
jane.bob = new ActualBob();
jane.bob.foo(); // actualbob things

现在，在C++中，这似乎更多地涉及到。。。。我必须键入什么才能获得上述行为？

换句话说，我希望有一个抽象基类的成员变量，但希望用它们做实际的实现。

class Bob
{
public:
   virtual void foo() = 0;
}
class ActualBob : public Bob
{
public:
    void foo(){/* I like foo things */}
}
class Jane
{
public:
    Bob bob;
}

在这里走捷径，但我想在C++中这样做：

jane.bob.foo(); // does ActualBob things

另外，我可以拥有一个包含ActualBob实例的std::vector<Bob>吗？

使用指针，智能指针，如下所示：

class Bob
{
public:
   virtual void foo() = 0;
}
class ActualBob : public Bob
{
public:
    void foo() override {/* I like foo things */}
}
class Jane
{
public:
    std::unique_ptr<Bob> bob;
}

在这里走捷径，但我想在C++中这样做：

jane.bob.foo(); // does ActualBob things

你可以这样做：

jane.bob->foo(); // does ActualBob things, if `bob` is a pointer to ActualBob

另外，我可以拥有一个包含ActualBob实例的std::vector<Bob>吗？

是的，经过一些修改，你可以有一个std::vector<Bob*>（但你必须自己释放内存），或者更好的是，一些智能指针，比如std::vector<std::unique_ptr<Bob>>。

如果Bob是非多态的，您的代码就可以了：

class Jane
{
public:
    Bob bob;
};

然而，试图将polymorphich对象存储在bob中会导致对象切片，从而降低多态性。为了保留它，请使用指向Bob的指针或引用。

根据Bob的所有权，您可以使用不同类型的指针，甚至引用。例如，如果Bob是动态分配的，并且可以在Jane的多个实例之间共享，那么使用std::shared_ptr<Bob>将是合适的：

class Jane
{
public:
    Jane(Bob* bPtr) : bob(bPtr) {}
    std::shared_ptr<Bob> bob;
};

你几乎做到了。问题是，在Java中，你似乎不必使用任何东西来创建多态对象，而实际上在Java中所有的变量都是引用。Java引用是功能较少的C++指针。

在C++中，当您键入Bob bob;时，实际上是在左侧创建一个精确类型的对象。当您使用指针时，在右侧可以有一个Bob对象（在这种情况下这是不可能的，因为类Bob有一个纯虚拟方法）或任何其他子类。

所以，在你的代码中：

class Jane
{
public:
    Jane()
        { bob = new ActualBob(); }
    Bob * bob;
}

然而，我们在没有预警的情况下遇到了另一种危险的情况。Java有一个垃圾收集器，基本上意味着任何未被引用的对象都会被删除。这在C++中不是自动完成的，所以我们必须使用delete运算符手动完成。或者在这种情况下可能是一个智能指针：它们在C++中自动删除对象。我们有std::unique_ptr<>可用，正是这样做的。确实还有其他场景，例如复制Jane对象，这些对象在某种程度上是由智能指针管理的。因此，与其讨论规则（析构函数、复制构造函数、运算符赋值和族），不如使用其中一个：

class Jane
{
public:
    Jane()
        { bob.reset( new ActualBob() ); }
    unique_ptr<Bob> bob;
}

unique_ptr<>智能指针捕获了->的使用（从技术上讲，它重载了箭头运算符），因此它的使用在语法上与常规指针的使用相似。现在：

Jane jane = new Jane();
jane.bob->foo();

另外，我可以要一个包含ActualBob的std::vector<Bob>吗实例？

当然，但必须以与上面相同的方式更改代码：您必须使用std::vector<Bob *>，并自己释放成员所指向的对象。或者，您可以再次使用智能指针，如：std::vector<unique_ptr<Bob>>。

希望这能有所帮助。

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