C++：深度复制基类指针

Question

我四处搜索，似乎为了执行此操作，我需要更改我的 Base 类，并想知道这是否是最佳方法。 例如，我有一个基类：

class Base {}

然后是一长串派生类：

class Derived_1:: public Base {}
class Derived_2:: public Derived_1{}
...
...
class Derived_n:: public Derived_M{}

然后我还有另一堂课：

class DeepCopy 
{ 
  Base * basePtr;

  public:
   DeepCopy(DeepCopy & dc) {}
}

假设 Base 类和 Derived_x 类复制构造函数被正确编码，那么为 DeepCopy 编写复制构造函数的最佳方法是什么。 我们如何知道我们要复制的对象的 basePtr 中的类？

我能想到的唯一方法是使用 RTTI，但使用一长串 dynamic_casts 似乎不对。 此外，它需要 DeepCopy 了解 Base 类的继承层次结构。

我看到的另一种方法是here 。 但它需要 Base 和 Derived 类实现克隆方法。

那么有没有更简单的标准方法来做到这一点？

Answer 1

您需要使用虚拟复制模式：在执行复制的接口中提供一个虚拟函数，然后跨层次结构实现它：

struct base {
   virtual ~base() {}                // Remember to provide a virtual destructor
   virtual base* clone() const = 0;
};
struct derived : base {
   virtual derived* clone() const {
      return new derived(*this);
   }
};

然后DeepCopy对象只需要调用该函数：

class DeepCopy 
{ 
  Base * basePtr;    
public:
   DeepCopy(DeepCopy const & dc)           // This should be `const`
      : basePtr( dc.basePtr->clone() )
   {}
};

Answer 2

使用采用clone()函数的方法是一个很好的解决方案。 注意使用CRTP（奇怪的重复模板模式）可以为您节省一些工作。 你这样做的方法是引入一个中间级别（下面称为BaseCRTP ），它是一个模板并实现了clone()函数。 当您派生实际类时，将它们用作它们派生自的基类的模板参数。 他们将自动为他们实现clone()函数。 确保派生类实现了复制构造函数（或确保默认值是您需要的）。

/* Base class includes pure virtual clone function */
class Base {
public:
  virtual ~Base() {}
  virtual Base *clone() const = 0;
};

/* Intermediate class that implements CRTP. Use this
 * as a base class for any derived class that you want
 * to have a clone function.
 */
template <typename Derived>
class BaseCRTP : public Base {
public:
  virtual Base *clone() const {
      return new Derived(static_cast<Derived const&>(*this));
  }
};

/* Derive further classes. Each of them must
 * implement a correct copy constructor, because
 * that is used by the clone() function automatically.
 */
class Derived1 : public BaseCRTP<Derived1> {
  /*... should have an ordinary copy constructor... */
};

class Derived2 : public BaseCRTP<Derived2> {
  /*... should have an ordinary copy constructor... */
};

然后，您显然可以以通常的方式实现DeepCopy类：

class DeepCopy 
{ 
  Base *basePtr;    
public:
  DeepCopy(const DeepCopy &dc)
    : basePtr(dc.basePtr->clone())
  {}
};

Answer 3

我认为在这种情况下模板是最好的方法：

template<typename Sub>
class DeepCopy
{
    Base *base;

    DeepCopy(Sub *sub)
    {
        base = new Sub(*sub); // use copy constructor
    }
}

这确实意味着DeepCopy不可相互分配，但这是您使用 C++ 付出的代价。