为什么派生类不能在数组中工作？(C++)

Question

我创建了一个名为vir的类，其中包含一个名为move的函数：

class vir
{
public:
     vir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     void move(){}
};

这段代码是从一个包含变量 int x、int y 和 char sym 的类中派生得到的。 我根据这个类派生了一个名为 subvir 的子类：

class subvir:public vir
{
public:
     subvir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     void move();
};
subvir::move()
{
     x++;
     return;
}

然后我创建了一个vir数组，并将一个subvir放入其中。

subvir sv1(0,0,'Q');
vir vir_RA[1]={sv1};

但是当我尝试使用 sv1.move() 时:

vir_RA[0].move();

它使用的是 vir move ({}) 而不是 subvir move ({x++}). 我尝试过将 sv1 设为 vir 和将 vir_RA 设为 vir，这样做是可行的；将它们都设为 subvir 也是可行的，但我需要它们不同。我尝试将 vir::move() 设为纯虚函数，但然后我得到了一个实例化数组的错误。有人知道我如何在使用数组时让 move() 正常工作吗？

- user98188

---

请注意，初始化器是初始化成员字段和基对象的首选方法。详细信息请参阅http://www.parashift.com/c++-faq-lite/ctors.html#faq-10.6。示例：subvir(int a,int b,char s) : vir(a,b,s) {} - outis

Answer 1

基类必须有虚函数才能得到你想要的结果，将这些函数设置为纯虚函数会导致抽象基类——这是无法实例化的。但是，您仍然可以创建指向抽象基类的指针/引用，并将派生类对象分配给它们。最好将您的基类表示为：

class vir
{
public:
     vir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     virtual void move(){}
};

这样会使得派生类的move函数也变成虚函数。但是你的move函数定义缺少了返回值，无法编译通过。请尝试使用以下代码：

void subvir::move()
{
     x++;
     return;
}

请注意，动态绑定需要对派生类进行指针（如其他答案中提到的）或引用。因此，不要使用 vir 对象数组，而要使用基类指针数组：

vir* v[ 2 ] = { new subvir(0, 0, 'Q'), new subvir(10, -10, 'P') };

您还应该阅读C++ FAQ Lite的以下部分：

• 继承--基础知识
• 继承--虚函数

- dirkgently

---

最后一段代码是错误的源头：你正在将两个临时对象的地址存储在数组中。在指令结束时（分号），这两个临时对象都将被销毁，而数组将持有无效的指针。 - David Rodríguez - dribeas

返回翻译后的文本：真正我想要的是 new subvir... -- 我更新了我的回答。 - dirkgently

Answer 2

你遇到了一个叫做 切片 的问题。使用指针数组，或者类似 Boost.ptr_container 的东西。

- rlbond

---

这里还没有进行切片。 （目前还没有）move（）不是虚函数，因此vir *将调用vir :: move（）。 - jmucchiello

@jmucchiello：这里肯定会发生切片——vir_RA的第一个元素将使用编译器自动生成的vir类型的复制构造函数，从sv1中进行复制初始化（实际上是复制构造）。 - j_random_hacker

Answer 3

在这种情况下，您需要一个指针数组，而不是实例数组。使用vir*[]代替vir[]。

- Scott Wisniewski

Answer 4

有两个问题。数组是vir的数组，因此当然使用vir::move。move()不是虚方法。

但更重要的是切片。您不能将子类放入数组中。如果sizeof vir != sizeof subvir，则数组将无法正确对齐。目前它们的大小相同。但如果它们不同会发生什么。

- jmucchiello

Answer 5

基本上编译器不允许在数组中使用子类，因为数组对于类型大小进行了紧密的初始化，而子类型往往比父类型更大，如果您可以使用子类型值初始化数组，则会导致问题。 实际发生的情况是编译器首先分配数组N * size(base_type)个字节。然后它复制每个初始化对象的size(base_type)个字节。如果它们是不同类型的，它们将被截断，并且您的代码可能会出现奇怪的问题。

- Nikola Jevtic

---

多或少。当然，“复制大小（base_type）字节”只是默认行为——如果base_type提供了用户定义的复制构造函数，那么该复制构造函数将被调用，并且其“base_type const＆”参数将引用作为初始化器使用的derived_type对象。 - j_random_hacker

Answer 6

让我总结一下之前的答案。

实际上有两个问题。一个是切片问题。你正在用子vir的副本初始化一个vir数组。在这种情况下，编译器会将vir部分从subvir中切片出来，并将其复制到数组中，所以你确实只得到了vir对象。现在在你的特定情况下，subvir除了vir的数据成员外没有其他额外的数据成员，所以切片是有些退化的，vir对象看起来很像subvir对象。然而，vir和subvir是不同的类，数组中的对象最终是一个vir对象，而不是伪装成vir的subvir对象。如果vir被subvir重载了虚函数，那么两者之间的区别在实际中会表现出来。在这种情况下，数组中对象的vtable指针将指向vir的vtable，而不是subvir的vtable。当然，如果subvir包含了vir中没有的额外数据成员，差异就更加明显了。

第二个问题是多态性。在使用点（调用move()）时，编译器认为您正在调用类型为vir的对象的move()方法（因为数组是vir的数组）。 （当然，由于切片，即使在这种情况下它是退化的，编译器认为是正确的。）如果它实际上是一个subvir对象，正如您所打算的那样，您可以通过将move()虚拟化在vir中来调用subvir::move()。

要获得所需的行为，您可以使用指针数组（但是除非您首先创建副本并使用指向副本的指针初始化数组，否则您将直接操作sv1，而不是其副本）。

- Ari