运行时多态指针更改

Question

我对多态指针真的很困惑。我有两个从接口派生的类，如下代码所示。

#include <iostream>

using namespace std;

class Base  {

public:
    virtual ~Base() { }
    virtual void addTest() = 0;
};

class B: public Base {

public:
    B(){}
    ~B(){}

    void addTest(){
        cout << "Add test B\n";
    }
};
class C: public Base {

public:
    C(){}
   ~C(){}

    void addTest(){
        cout << "Add test C\n";
    }
private:   
    void deleteTest(){
        
    }
    
};

int main()
{
    Base *base = new B();
    base->addTest();
    base = new C();
    base->addTest();
    return 0;
}

我想根据运行时的条件动态更改指针，以便在不同类型的场景中使用相同的指针。

派生类彼此不同，那么当多态指针对象发生变化时，内存中会发生什么情况呢？

如果这种用法不是好的做法，那么如何在运行时动态更改多态指针对象？

Answer 1

更改指针指向的内容是完全可以的。 Base* 不是 Base 的实例，它是一个指向 Base 实例的指针（或从它派生的东西 - 在本例中为 B 或 C）。

因此，在您的代码中，base = new B() 将其设置为指向 B 的新实例，然后 base = new C() code> 将其设置为指向 C 的新实例。

派生类彼此不同，那么当多态指针对象发生变化时，内存中会发生什么？

因为 Base* 指向 Base 的一个实例，所以所做的只是更改哪个实例（或派生实例）Base* 指向。实际上，它只是改变了指针的内存地址。

从该 Base* 指针，您仍然可以访问该 Base 类中定义的任何内容——如果该函数定义为，则该类仍然允许对派生类型满足的函数进行多态调用虚拟。

从技术上讲，如何将其分派到派生类型的确切机制是语言的实现细节，但通常这是通过称为双分派的过程来完成的，该过程使用“V-Table”。这是与包含虚拟函数的任何类一起存储的附加类型信息（它在概念上只是函数指针的结构，其中函数指针由具体类型满足）。

有关 vtable 的更多信息，请参阅：为什么我们需要虚拟表？。

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然而，有问题的是这里使用了new。 new 分配必须使用delete 清理的内存，以避免内存泄漏。通过执行以下操作：

Base *base = new B();
base->addTest();
base = new C(); // overwriting base without deleting the old instance
base->addTest();

B 对象的析构函数永远不会运行，不会清理任何资源，并且永远不会回收 B 本身的内存。这应该是：

Base *base = new B();
base->addTest();
delete base;
base = new C(); // overwriting base without deleting the old instance
base->addTest();
delete base;

或者，更好的是，应该使用像 std::unique_ptr 这样的智能指针来为您执行此操作。在这种情况下，您不显式使用 new 和 delete，而是使用 std::make_unique 进行分配，析构函数会自动执行此操作你：

auto base = std::make_unique<B>();
base->addTest();
base = std::make_unique<C>(); // destroy's the old instance before reassigning
base->addTest();

这是编写动态分配的推荐/现代方法