基类 'class std::vector<...>'有一个非虚拟析构函数

Question

我的一个 C++ 类派生自 std::vector，因此它可以充当容器，还可以对其内容执行自定义操作。不幸的是，编译器抱怨析构函数不是虚拟的，我无法更改它，因为它在标准库中。

我是否做错了整个事情（你不应该从STL派生）或者我可以做些什么来让编译器满意？ （除了停止使用 -Weffc++ :)

编辑：派生类不涉及矢量操作算法，而只是添加一些信息，例如图像矢量的“元素宽度/高度”。举个例子，您可以将

class PhotoAlbum: public std::vector<Photo> {
    String title;
    Date from_time, to_time;
    // accessors for title and dates
    void renderCover(Drawable &surface);
};

相册主要视为具有一些元数据（标题和时间）和相册特定功能的图片集合，例如将某些照片的缩略图渲染到表面上以使专辑封面。所以恕我直言，相册是照片的集合，而不是它有这样的集合。

我看不到在具有额外“集合”字段的 PhotoAlbum 中使用 getPhotoVector() 方法可以获得任何好处。

Answer 1

我是不是做错了

？

您说您从 vector 派生来提供特殊功能。通常完成此操作的方法是结合使用内置算法和您自己的函子来提供此特殊功能。

这样做而不是从 vector 派生可以带来多种好处：

1) 它有助于防止范围蔓延到 vector。 vector 的工作是维护对象的集合。不要对这些对象执行算法功能。通过从 vector 派生并添加特殊函数，您可以使 vector 变得更加复杂，因为现在您给了它另一项工作要做。

2）更符合“STL方式”的做事方式。这使得了解 STL 但可能不知道您的特殊类（其行为与 STL 集合不同）的人在将来更容易维护。

3）更具可扩展性。正确编写的函子并不关心它作用于什么样的集合。如果出于某种原因您有一天想使用 list 而不是 vector，如果您使用函子，那么重构比重新实现新的要简单得多特殊的list派生类。

4) 整体设计更简单，因此不易出现缺陷且更易于维护。

Answer 2

也许使用组合而不是继承？您并没有真正说明为什么要扩展向量，所以我不知道这是否是一个选项。

Answer 3

拥有一个带有非虚拟析构函数的公共基类是安全的但是如果有人用new分配你的类的实例，并用vector<...>*，然后使用该指针删除它，而不将其转换回指向您的类的指针。所以你的班级的用户必须知道不要这样做。阻止它们的最可靠方法是不给它们机会，因此编译器会发出警告。

为了解决这个问题，而又不必向用户强加如此奇怪的条件，最好的建议是，对于 C++ 中的公共基类，析构函数应该是公共和虚拟的，或者是受保护的和非虚拟的 (http://www.gotw.ca/publications/mill18.htm，准则#4）。由于 std::vector 的析构函数都不是，这意味着它不应该用作公共基类。

如果您只想在向量上定义一些附加操作，那么这就是 C++ 中自由函数的用途。 . 成员调用语法到底有什么好处呢？大部分 由向量和其他容器上的附加操作组成。

例如，如果您想创建一个“具有最大大小限制的向量”，它将为 vector 的整个接口提供修改后的语义，那么实际上与语言相比，C++ 确实有点不方便其中继承和虚拟调用是常态。最简单的方法是使用私有继承，然后对于您不想更改的 vector 的成员函数，使用 using 将它们带入您的类中：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <stdexcept>

class myvec : private std::vector<int> {
    size_t max_size;
  public:
    myvec(size_t m) : max_size(m) {}
    // ... other constructors

    void push_back(int i) {
        check(size()+1);
        std::vector<int>::push_back(i);
    }
    // ... other modified functions

    using std::vector<int>::operator[];
    // ... other unmodified functions

  private:
    void check(size_t newsize) {
        if (newsize > max_size) throw std::runtime_error("limit exceeded");
    }
};

int main() {
    myvec m(1);
    m.push_back(3);
    std::cout << m[0] << "\n";
    m.push_back(3); // throws an exception
}

您仍然需要不过要小心。 C++ 标准不保证 vector 的哪些函数相互调用，或者以什么方式调用。当这些调用确实发生时，我的 vector 基类无法调用 myvec 中的重载，因此我更改的函数根本不会应用 - 这是非虚拟的为您提供功能。我不能只是在 myvec 中重载 resize() 并完成它，我必须重载每个更改大小的函数并使它们全部调用 check （直接或通过互相调用）。

您可以从标准中的限制推断出有些事情是不可能的：例如，operator[] 无法更改向量的大小，因此在我的示例中我可以安全地使用基本 -类实现，我只需要重载可能改变大小的函数。但该标准不一定为所有可能的派生类提供这种保证。

简而言之，std::vector 并不是被设计为基类，因此它可能不是一个行为良好的基类。

当然，如果您使用私有继承，则无法将 myvec 传递给需要向量的函数。但这是因为它不是一个向量 - 它的push_back函数甚至没有与向量相同的语义，所以我们对LSP的理解是不可靠的，但是更重要的是，对 vector 函数的非虚拟调用会忽略我们的重载。如果您按照标准库预期的方式做事 - 使用大量模板并传递迭代器而不是集合，那就没问题了。如果您想要虚函数调用，那就不好了，因为除了 vector 没有虚析构函数这一事实之外，它也没有任何虚函数。

如果您确实想要标准容器的动态多态性（也就是说，您想要这样做
向量 *ptr = new myvec(1);)，那么你就进入了“你不应该”的领域。标准库并不能真正帮助你。

Answer 4

为什么不使用组合呢？只需将 std::vector 设为自定义容器的成员，然后将自定义操作实现为作用于 std::vector 成员的所述类的成员函数。这样，您就可以完全控制它。此外，如果不需要继承，您应该更喜欢组合而不是继承。