C++ 防止 std::vector 中的对象切片

Question

我想在 std::vector 中存储具有相同基数 class 的多个 classes。经过一些研究，我很明显必须使用指针来防止对象切片。但是，当我创建向量并向其添加元素并 return 时，生成的向量没有正确的值。

举个例子，这是我的两个 classes:

class Base {
    public:
        int var0;
}

class Derived : public Base {
    public:
        int var1;
}

这里是一个简单的 print 函数。作为规则，Base 的所有实例都应具有 var0 == 23，而 Derived 的所有实例应具有 var0 != 23.

void print(Base& value) {
    if (value.var0 == 23) {
        std::cout << "Base: " << value.var0 << std::endl;
    } else {
        Derived d = (Derived&) value;
        std::cout << "Derived: " << d.var0 << ", " d.var1 << std::endl;
    }
}

首先，这个确实像我想要的那样工作：

int main() {
    int num = 10;
    std::vector<Base*> vec;

    for (int i = 0; i < num; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            Base b;
            b.var0 = 23;
            vec.push_back(&b);
        } else {
            Derived d;
            d.var0 = 17;
            d.var1 = 42;
            vec.push_back(&d);
        }
    }

    // ....

    for (int i = 0; i < num; i++) {
        print(*vec.at(i));
    }
}

这会打印：

Base: 23
Derived: 17,42
Base: 23
Derived: 17,42
Base: 23
Derived: 17,42
Base: 23
Derived: 17,42
Base: 23
Derived: 17,42

现在，我希望这个向量由一个函数 return 编辑，所以我创建了一个函数：

std::vector<Base*> createVector(int num) {
    std::vector<Base*> vec;

    for (int i = 0; i < num; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            Base b;
            b.var0 = 23;
            vec.push_back(&b);
        } else {
            Derived d;
            d.var0 = 17;
            d.var1 = 42;
            vec.push_back(&d);
        }
    }

    return vec;
}

int main() {
    int num = 10;
    std::vector<Base*> vec = createVector(num);

    // ....

    for (int i = 0; i < num; i++) {
        print(*vec.at(i));
    }
}

这会打印：

Derived: 2293232,0
Derived: 17,42
Derived: 2293232,0
Derived: 17,42
Derived: 2293232,0
Derived: 17,42
Derived: 2293232,0
Derived: 17,42
Derived: 2293232,0
Derived: 17,42

这不是我想要的。我希望它像其他功能一样打印。

有什么办法可以解决这个问题吗？有什么方法可以使整个派生-class 事情变得更好一点？

Answer 1

您的程序行为未定义：

Base b;
b.var0 = 23;
vec.push_back(&b);

正在推回指向超出范围的变量 (b) 的指针。

为什么不使用 std::vector<std::unique_ptr<Base>> 呢？对象切片不是问题，vector 会为你管理内存。

Answer 2

这与对象切片无关，而与您在向量中存储指向局部变量的指针有关。一旦声明变量的范围结束，变量就会被破坏，留下杂散指针，取消引用这些杂散指针会导致未定义的行为。

你说工作正常的程序也有这个问题。看似工作正常是一种或未定义行为的可能性。

C++ 防止 std::vector 中的对象切片

c++ prevent object slicing in std::vector

c++

vector

object-slicing