C++多态性和切片

Question

以下代码会输出：

Derived
Base
Base

但是我需要每个派生对象都放入User :: items中，调用它自己的打印函数，而不是基类的函数。如果不使用指针可以实现吗？如果不可能，我应该如何编写删除User :: items并释放内存的函数，以便不会有任何内存泄漏？

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Base{
public:
  virtual void print(){ cout << "Base" << endl;}
};

class Derived: public Base{
public:
  void print(){ cout << "Derived" << endl;}
};

class User{
public:
  vector<Base> items;
  void add_item( Base& item ){
    item.print();
    items.push_back( item );
    items.back().print();
  }
};

void fill_items( User& u ){
  Derived d;
  u.add_item( d );
}

int main(){
  User u;
  fill_items( u );
  u.items[0].print();
}

- Draco Ater

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使用智能指针以避免内存泄漏。 - Alex Jasmin

Answer 1

您需要使用指针，并为基类添加虚析构函数。析构函数不必执行任何操作，但必须存在。您的 add 函数如下：

void add_item( Base * item ){
    item->print();
    items.push_back( item );
}

其中items是一个vector<Base *>。要销毁items（假设有虚析构函数）：

for( int i = 0; i < items.size(); i++ ) {
    delete items[i];
}
items.clear();

- anon

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@Neil 虚析构函数是否只存在于使其成为虚拟的目的？这样它就可以动态销毁基类和派生类对象了吗？ - Draco Ater

@Draco 析构函数需要被创建和定义为虚函数，这样当通过基类指针删除对象时，销毁将遵循虚函数查找机制。析构函数自动从子类到基类“链式”调用，但首先必须调用子类的析构函数！ - dash-tom-bang

换句话说，对于非虚拟析构函数，“delete items[i];”只会调用基类的析构函数而不是“实际派生”的析构函数。添加“virtual”可以使正确的函数被查找和调用。（顺便说一下，你只需要在基类析构函数上加上虚拟标签，并且你不一定需要为派生类显式定义析构函数。） - dash-tom-bang

Answer 2

你需要为基类添加虚析构函数，以确保在调用指向类型为Base的指针的delete时，Derived类型的对象能够被正确销毁。

class Base{
public:
  virtual void print(){ cout << "Base" << endl;}

  virtual ~Base( ) { }  // virtual destructor
};

然后您可以使用Boost的ptr_vector来存储指向对象的指针，当容器被销毁时，这些指针也会被删除。

- Björn Pollex

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它不能防止内存泄漏，但可以防止未定义的行为。 - anon

好的。关于那个我添加了一个提示。 - Björn Pollex

请看我的第一条评论。未定义行为 != 内存泄漏。此外，建议那些正在学习 C++ 的人使用语义复杂的 Boost 容器并不是很有帮助。为了正确使用这些容器，必须首先理解 C++ 的基本概念。 - anon

Answer 3

简单解释：

为了理解发生了什么，您可以尝试定义抽象类Base（例如定义任何方法为纯虚拟方法）。 在这种情况下，我希望您会看到编译器错误。 通过这种方式，您将认识到vector实际上做了什么：当您push_back（派生）时，它通过副本构造函数创建类Base的新实例。 这就是为什么您要使用指针。 然后，vector与您最初创建的Derived类型对象一起工作，而不是自己复制Base类型对象。

- Stefan Hubert

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是的，我知道。那被称为切片。我只想知道除了使用指针之外还有没有其他的选择机会。 - Draco Ater