返回对象时如何更改返回对象基类函数的实现 C++

Question

我有一个现有的 C++ 应用程序，其中包含一个自定义 ArrayBase 类，该类管理存储和对连续分配的内存区域的访问。我有一个单独的 ItrBase 类，用于访问该 ArrayBase 中的数据。 ArrayBase 有一个 createItr() 函数，当前返回一个 ItrBase 对象。

我需要扩展 ArrayBase 以使用多个内存分配而不是一个连续的内存分配。我创建了一个EnhancedArray 类来执行此操作。为了使此 EnhancedArray 与现有应用程序兼容，它的 createItr() 函数必须返回适用于新的多个内存分配的内容。

因此，我创建了一个派生的 EnhanceItr 类来执行此操作。 我的问题是我无法找到一种方法来处理数百个这样的代码：

ItrBase anIterator = anArray.createItr();
...
double x = anIterator.getData();

在 anArray 时使用 EhancedItr 的 getData() 函数code> 是一个 EnhancedArray。

这是一个简单的应用程序，说明了我的基本安排。

#include <iostream>
using namespace std;

class ItrBase {
public:
 ItrBase() { cout << "ItrBase constructor.\n"; };
 ~ItrBase() { cout << "ItrBase destructor.\n"; };
 virtual int vfunc() {return 1;};
};


class EnhancedItr : public ItrBase {
public:
 EnhancedItr() { cout << "EnhancedItr constructor.\n"; };
 ~EnhancedItr() { cout << "EnhancedItr destructor.\n"; };
 int vfunc() {return 0;};
};


class ArrayBase {
public:
 ArrayBase() { cout << "ArrayBase constructor.\n"; };
 ~ArrayBase() { cout << "ArrayBase destructor.\n"; };
 virtual ItrBase & createItr() {cout << "in AB's createItr()\n"; return *new ItrBase(); };
};


class EnhancedArray : public ArrayBase {
public:
 EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray constructor.\n"; };
 ~EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray destructor.\n"; };
 EnhancedItr & createItr() {cout << "in EA's createItr()\n"; return *new EnhancedItr(); };
};


int main()
{
 ArrayBase ab;
 EnhancedArray ea;

 ItrBase itr = ab.createItr();  
 ItrBase eitr = ea.createItr();  //EnhancedItr assigned to ItrBase

 cout << "ArrayBase's Itr .vfunc(): " << itr.vfunc() <<std::endl;
 cout << "EnhancedArray's Itr .vfunc(): " << eitr.vfunc() <<std::endl;
 return 0;
}

当我希望第二个调用返回 0 时，上面对 vfunc() 的两次调用都返回 1。

在 main() 中，我知道如果我更改 ItrBase 类型转换为 ItrBase &'s，我确实得到了所需的返回类型，但随后我在数百个区域修改了我的“现有”代码，并且迭代器的析构函数不是叫。

还有其他我没有看到的策略吗？

谢谢。

Answer 1

当然，如果您被允许重写 ItrBase，那么您可以使用委托将所有函数调用传递给实现类，您通过指针或引用保存该实现类，以便多态性生效。这看起来很像pimpl。并且调用者根本不需要编写，只需重新编译即可。

编辑：为那些不熟悉 pimpl 的人提供的代码。

struct ItrBase
{
  struct ItrImpl
  {
    virtual ~ItrImpl(){}
    virtual int vfunc() = 0;
  };

  ItrBase(ItrImpl peer) : m_peer(peer) { cout << "ItrBase constructor.\n"; }
  ~ItrBase() { cout << "ItrBase destructor.\n"; }
  int vfunc() { return m_peer->vfunc(); }
private:
  const unique_ptr<ItrImpl> m_peer;
};

class ArrayBase
{
  struct ItrImpl : public ItrBase::ItrImpl
  {
    virtual int vfunc() { return 0; }
  };

public:
  ArrayBase() { cout << "ArrayBase constructor.\n"; };
  ~ArrayBase() { cout << "ArrayBase destructor.\n"; };
  virtual ItrBase createItr() { cout << "in AB's createItr()\n"; return ItrBase(new ItrImpl); };
};

class EnhancedArray : public ArrayBase
{
  struct ItrImpl : public ItrBase::ItrImpl
  {
    virtual int vfunc() { return 1; }
  };

public:
  EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray constructor.\n"; };
  ~EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray destructor.\n"; };
  virtual ItrBase createItr() { cout << "in EA's createItr()\n"; return ItrBase(new ItrImpl); };
};

Answer 2

您遇到了一个名为切片：createItr 返回一个引用，然后将其复制到 ItrBase 按值。就好像您做了这样的事情：

EnhancedItr itr1 = ...;
BaseItr itr2 = itr1;  // copy by-value
cout << itr2.vfunc();  // prints 1, not 0

您还泄漏了内存：createItr 返回一个新分配的对象，但您从未删除它。这是非常糟糕的，特别是因为您希望频繁使用数组迭代器。

Answer 3

您可以做的完全不同的事情是使用，

BOOST_AUTO(iterator, array);

并让编译器计算出返回类型。

BOOST_AUTO

Answer 4

由于没有及时更新标准库，我无法使用 Ben Voigt 建议的 unique_ptr 实现。 （版本> = 4.3）我相信我已经采用了他的概念并用基本指针实现了它。但请注意，此实现不是异常安全的。 ItrImpl 对象可以保留不删除。

这是我的代码。太糟糕了 createItr() 必须返回 ItrBase 对象而不是指针，否则我认为我可以让 auto_ptr 工作。程序执行期间的输出显示，每个实例仅调用 ~ItrBase() 一次，但令我惊讶的是，在从 createItr() 返回对象期间，它也没有被调用。返回值优化？

#include <iostream>
using namespace std;

struct ItrBase
{
    struct ItrImpl
    {
        virtual ~ItrImpl(){};
        virtual int vfunc() const = 0;
    };
    ItrBase(ItrImpl* peer) : m_peer(peer) { cout << "ItrBase constructor.\n"; };
    ~ItrBase() { cout << "ItrBase destructor. \n"; delete m_peer; };
    int getData() const { return m_peer->vfunc(); };

private:
    ItrImpl* const  m_peer;
};

class ArrayBase
{
    struct ItrImpl : public ItrBase::ItrImpl
    {
        virtual int vfunc() const { return 0; };
    };

public:
    ArrayBase() { cout << "ArrayBase constructor.\n"; };
    ~ArrayBase() { cout << "ArrayBase destructor.\n"; };
    virtual ItrBase createItr() { cout << "in AB's createItr()\n"; return ItrBase(new ItrImpl); };
};

class EnhancedArray : public ArrayBase
{
    struct ItrImpl : public ItrBase::ItrImpl
    {
        virtual int vfunc() const { return 1; };
    };

public:
    EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray constructor.\n"; };
    ~EnhancedArray() { cout << "EnhancedArray destructor.\n"; };
    virtual ItrBase createItr() { cout << "in EA's createItr()\n"; return ItrBase(new ItrImpl); };
};

int main()
{
    ArrayBase ab;
    EnhancedArray ea;

    ItrBase itr = ab.createItr();  
    ItrBase eitr = ea.createItr();  //EnhancedItr assigned to ItrBase


    cout << "ArrayBase's Itr .vfunc(): " << itr.getData() <<std::endl;
    cout << "EnhancedArray's Itr .vfunc(): " << eitr.getData() <<std::endl;

    return 0;
}