C++复制可克隆层次结构中的构造函数和赋值

C++ copy constructors and assignments in cloneable hierarchy

本文关键字：构造函数 赋值 层次结构 复制 C++      更新时间：2023-10-16

有一个众所周知的clone习语，用于通过指向类Base指针复制Derived对象。 

class Base{
  int b;
public: 
  virtual unique_ptr<Base> clone() const = 0;
  virtual ~Base() = default;
};
class Derived : public Base {
  int d;
public:
  virtual unique_ptr<Base> clone() const override {
    return std::make_unique<Derived>(*this);
  }
}

但是，在这种情况下，我找不到如何定义复制构造函数和赋值的明确说明。这就是我认为应该在课堂上完成Base方式：

class Base {
protected:
  Base(const Base&) = default;
private:
  Base& operator=(const Base&) = delete;
}

是否有必要(为了避免潜在的切片(？这样做的方式正确吗？ 这是否足够，或者我也应该将此类声明添加到Derived类中？

由于派生类使用复制构造函数创建克隆，因此您可能希望使复制构造函数非公共以避免意外切片，但派生类可以访问。

protected满足了这一要求。它需要应用于每个类的复制构造函数，因为编译器生成的复制构造函数public 。对赋值运算符应用相同的处理也是有意义的。

不过，这也阻止了std::make_unique访问复制构造函数：

class A
{
protected:
    A(A const&) = default;
    A& operator=(A const&) = default;
public:
    A();
    virtual std::unique_ptr<A> clone() const = 0;
};
class B : public A
{
protected:
    B(B const&) = default;
    B& operator=(B const&) = default;
public:
    B();
    std::unique_ptr<A> clone() const override { 
        return std::unique_ptr<A>(new B(*this)); 
    }
};

删除复制赋值运算符可能是个好主意，除非您需要它。

删除Base中的operator=(const Base&)就足够了，因为如果基类没有复制赋值运算符，则隐式声明的复制赋值运算符定义为为派生类删除(请参阅 cppreference.com(。

如果你真的想要复制赋值，

你可以使复制赋值运算符成为虚拟的，并仔细地在派生类中实现正确的行为

  1. 调用Base::operator=来分配基类成员，以及
  2. 使用 dynamic_cast 分配派生类的成员以确保参数的类型正确。

如果操作正确，这将避免对象切片并保留正确的类型。

一个示例(省略了复制构造函数详细信息(：

  struct Point {
    virtual Point& operator=(const Point& p) =default;
    int x;
    int y;
  };  
  struct Point3d :public Point{
    virtual Point3d& operator=(const Point& p);
    int z;
  };
  Point3d& Point3d::operator=(const Point& p)
  {
    Point::operator=(p);
    auto p3d = dynamic_cast<const Point3d*>(&p);
    if(p3d){
      z = p3d->z; 
    } else {
      z = 0;
    }
    return *this;
  }
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