具有类型转换的多态复制构造函数

Question

我需要复制构造一个对象，同时将其类型更改为同一类层次结构成员的另一个类。我读过有关多态复制构造函数的内容，并（希望）理解其背后的想法。然而，我仍然不知道这种模式是否适用于我的情况，如果适用，如何实现它。我认为最好通过一个例子来展示我需要的东西。

有一个 Base 类和两个子类：Child1 和 Child2。我需要基于 Child1 创建一个 Child2 类型的对象，即。最重要的是，我需要将 p_int 指向的对象从 Child1 复制到 Child2。我写了一个简单的程序来说明它：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    Base() { p_int = new int; *p_int = 0; }
    ~Base() { delete p_int; }
    virtual Base* clone() const = 0;

    void setpInt(int val) { *p_int = val; }
    void setInt(int val) { a = val; }
    virtual void print() {
        cout << "Base: ";
        cout << (long)p_int << ":" << *p_int << " " << a << endl;
    }
protected:
    int* p_int;
    int a;
};

class Child1 : public Base {
public:
    Child1() {};
    Child1(const Child1& child) {
        p_int = new int (*child.p_int);
        a = child.a + 1;
    }

    Base* clone() const { return new Child1(*this); }

    void print() {
        cout << "Child1: ";
        cout << (long)p_int << ":" << *p_int << " " << a << endl;
    }
};

class Child2 : public Base {
public:
    Child2() {};
    Child2(const Child2& child) {
        p_int = new int (*child.p_int);
        a = child.a + 1;
    }

    Base* clone() const { return new Child2(*this); }

    void print() {
        cout << "Child2: ";
        cout << (long)p_int << ":" << *p_int << " " << a << endl;
    }
};

int main() {
    Child1* c1 = new Child1();
    Child2* c2;

    c1->setpInt(4);
    c1->print();

    c2 = (Child2*)c1->clone();
    c2->print();
}

不幸的是，结果如下，即。没有类型转换：

Child1: 162611224:4 0
Child1: 162611272:4 1

我到底需要实现什么才能实现我所需要的？我开始认为我需要实现一种类型转换机制，而不是多态复制构造函数，但我已经很困惑了。

编辑：在此处询问后续

Answer 1

最简单的解决方案可能是实现一个以 Child1& 作为参数的 Child2 构造函数。然后你可以简单地调用：

Child2* c2 = new Child2(*c1);

Answer 2

如果您只有 2 个子类，那么最简单的方法是创建一个转换构造函数：

class Child2: public Base
{
public: 
    Child2(Child1 const& child)
    {
            p_int = new int (*child.p_int);
            a = child.a + 1;        
    }
}; 

c2 = new Child2(*c1); 

如果您有多个 Child 类，并且需要从其中任何一个子类创建一个 Child2，那么您可以执行以下操作：

class Base
{
public: 
    void CopyFrom(Base* base)
    {
            p_int = new int (*base.p_int);
            a = base.a + 1;     
    }
}; 

class ChildX: public Base
{
public: 
    static ChildX* CreateFrom(Base* base)
    {
        ChildX ch = new ChildX(); 
        ch->CopyFrom(base); 
        return ch; 
    }
}; 

c2 = Child2::CreateFrom(c1); 

Answer 3

c2 = (Child2*)c1->clone();

这是一个严重的错误，而 c 风格的转换隐藏了该错误。

如果您使用C++风格的强制转换，那么它不会隐藏该错误，并且您会知道它。在本例中，C++ 风格的转换为：dynamic_cast。用它来自己发现错误。

从代码中可以清楚地看出，c1-clone() 创建了 c1 的克隆，其类型为 Child1* 和 clone( ) 返回一个 Base* 类型的指针（从 Child1* 向上转换之后），您尝试向下转换为 Child2*< /代码>。如果您使用正确的转换：dynamic_cast，则转换应该失败。

Answer 4

Clone() 模式允许您创建仅具有基引用的子类对象的有效副本/克隆，例如，在您的情况下，它允许您执行以下操作：

Base* basePtr = getBaseOrSomeDerivedObject();
Base* copy = basePtr.clone(); // Create a copy that is an object of an actual basePtr's type.

您可能需要的是“复制构造函数”允许您从基类复制，例如：

class Base {
public:
    // [...]    
    Base(const Base& other) : a(other.a + 1)
    {
        p_int = new int(*(other.p_int));
    }
    // [...]
};


class Child2 : public Base {
public:
    // [...]
    Child2(const Base& base) : Base(base) {}
    // [...]
};

int main() {
    // [...]
    c2 = new Child2(*c1);
    c2->print();
}

结果：

Child1: 7275360:4 0
Child2: 7340936:4 1