如何动态创建类对象？

Question

假设我有一个名为box的类，用户可以创建boxes。如何实现呢？我知道通过className objectName(args);来创建对象，但如何根据用户输入动态地创建对象呢？

- Nebort

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可以给一个（可能是伪代码）的代码示例吗？ - James McNellis

创建它们在哪里？例如，您可以将它们存储在std::vector中，但这实际上取决于您正在做什么。 - GManNickG

不幸的是，在C++中，您无法动态调用构造函数。唯一的方法是存储对象，这些对象能够在运行时返回您想要的新构造对象。您已经收到的示例答案完全相关。 - Flavien Volken

Answer 1

正确答案取决于您要创建实例的不同类别数量。

如果数量很大（应用程序应能够创建应用程序中的任何类的实例），则应使用.Net的反射功能。但是，说实话，我不太喜欢在业务逻辑中使用反射，因此建议不要这样做。

我认为，在现实中，您要创建实例的类别数量有限。所有其他答案都做出了这个假设。您实际上需要的是工厂模式。下面的代码中我还假定您要创建实例的类都派生自同一个基类，比如Animal，就像这样：

class Animal {...};
class Dog : public Animal {...}
class Cat : public Animal {...}

然后创建一个抽象工厂，它是一个接口，用于创建动物：

class IFactory
   {
   public:
      Animal *create() = 0;
   };

接下来为不同种类的动物创建子类。例如，对于Dog类，代码如下：

class DogFactory : public IFactory
   {
   public:
      Dog *create() {return new Dog();}
   };

同样的道理也适用于猫。

DogFactory::create方法重写了IFactory::create方法，即使它们的返回类型不同。这就是所谓的协变返回类型。只要子类方法的返回类型是基类返回类型的子类，就允许这样做。

现在你可以将所有这些工厂的实例放入映射中，像这样:

typedef std::map<char *,IFactory *> AnimalFactories
AnimalFactories animalFactories;
animalFactories["Dog"] = new DogFactory();
animalFactories["Cat"] = new CatFactory();

用户输入后，您需要找到正确的工厂，并请求它创建动物实例：

AnimalFactories::const_iterator it=animalFactories.find(userinput);
if (it!=animalFactories.end())
   {
   IFactory *factory = *it;
   Animal *animal = factory->create();
   ...
   }

这是典型的抽象工厂模式。当然也有其他方法。在学习C++时，我写了一篇小的CodeProject文章介绍了它。你可以在这里找到它：http://www.codeproject.com/KB/architecture/all_kinds_of_factories.aspx。

祝好运。

- Patrick

Answer 2

以下工厂方法根据用户输入动态创建Box实例：

class BoxFactory
{
  public:
    static Box *newBox(const std::string &description)
    {
      if (description == "pretty big box")
        return new PrettyBigBox;
      if (description == "small box")
        return new SmallBox;
      return 0;
    }
};

当然，PrettyBigBox和SmallBox都是从Box派生而来。请查看C++设计模式wikibook中的创建型模式，其中一个可能适用于您的问题。

- Ton van den Heuvel

Answer 3

在C++中，可以使用自动（栈）和动态（堆）存储来分配对象。

Type variable_name; // variable_name has "automatic" storage.
                    // it is a local variable and is created on the stack.

Type* pointer_name = NULL; // pointer_name is a "pointer". The pointer, itself,
                           // is a local variable just like variable_name
                           // and is also created on the stack. Currently it
                           // points to NULL.

pointer_name = new DerivedType; // (where DerivedType inherits from Type). Now
                                // pointer_name points to an object with
                                // "dynamic" storage that exists on the heap.

delete pointer_name; // The object pointed-to is deallocated.
pointer_name = NULL; // Resetting to NULL prevents dangling-pointer errors.

您可以使用指针和堆分配来动态构建对象，如下所示：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <memory>
class Base {
    public:
        virtual ~Base(){}
        virtual void printMe() const = 0;
    protected:
        Base(){}
};
class Alpha : public Base {
     public:
        Alpha() {}
        virtual ~Alpha() {}
        virtual void printMe() const { std::cout << "Alpha" << std::endl; }
};
class Bravo : public Base {
     public:
        Bravo() {}
        virtual ~Bravo() {}
        virtual void printMe() const { std::cout << "Bravo" << std::endl; }
};
int main(int argc, char* argv[]) {
    std::auto_ptr<Base> pointer; // it is generally better to use boost::unique_ptr,
                                 // but I'll use this in case you aren't familiar
                                 // with Boost so you can get up and running.
    std::string which;
    std::cout << "Alpha or bravo?" << std::endl;
    std::cin >> which;
    if (which == "alpha") {
        pointer.reset(new Alpha);
    } else if (which == "bravo") {
        pointer.reset(new Bravo);
    } else {
        std::cerr << "Must specify \"alpha\" or \"bravo\"" << std::endl;
        std::exit(1);
    }
    pointer->printMe();
    return 0;
}

相关内容："工厂"面向对象设计模式

- Michael Aaron Safyan