C++如何正确复制指针的容器(向量）

C++ How to properly copy container(vector) of pointers?

本文关键字：向量 何正确 复制 指针 C++      更新时间：2023-10-16

有几次，我偶然发现了一个需要复制的指针容器的场景。

假设我们有以下类层次结构：

  • 学生(基础班)

    • 新生(子类)
    • Sophmore(亚纲)
    • 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
}

仅仅使用std::vector::operator=运算符并写入this->students = students是不正确的，因为这只会复制指针地址，因此如果外部有人删除这些指针指向的对象，那么StudentService类将因此受到影响。

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，类似于以下内容：

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，因为它将只创建学生对象。我们知道，一个学生可以是大一、大三或大四。所以我的问题是：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语句来检查它是什么类型的Student，然后在此基础上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，那么你有什么建议呢？

您正在寻找克隆模式。向Student添加一个clone()虚拟函数，该函数在每个子体中被覆盖并创建适当的副本。然后根据您正确指定的内容编写容器的深度副本。

编辑：我的工作假设是，你的大一等课程是从学生开始的。如果不是，请使用变体<>并应用复制访问者。

解决所有权问题

如果你认为在你的模块之间共享Student-s，那么你就面临着所有权问题，我建议使用std::shared_ptr<Student>-s的向量来解决这个问题

如果你有一个std::vector<std::shared_ptr<Student>>，你可以把它传给任何你想要的人。接收者可以使用赋值运算符复制vector，以后他添加/删除的任何对象都不会像您希望的那样影响原始容器。

解决克隆问题

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

您可以通过在类中添加以下方法来解决此问题：

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...

然后用std::transform复制矢量：

// 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，是Sophore，不是Sophmore

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