c – 在将抽象基类作为参数的函数中使用带有派生类的指针和赋值运算符

2023年2月24日 235次阅读

我有一个函数(modShape),它将一个抽象基类(Shape)作为参数;在函数中我想制作输入对象的副本,修改副本,并将副本重新分配给输入对象,以便修改保留在modShape的范围之上.

我已经设置了一个clone()成员函数来制作初始副本,这似乎运作良好.接下来,我使用doubleArea()成员函数修改副本,并尝试将其复制回输入对象.

基类和派生类在header.h中定义：

#ifndef HEADER_H_
#define HEADER_H_

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

// Abstract base class.
class Shape {
 public:
  // Virtual functions
  virtual double area() { return 0; }
  virtual double perimeter() { return 0; }
  virtual void doubleArea() { /* do nothing */ }
  virtual Shape* clone() const = 0;

};

// Derived class.
class Circle: public Shape {
 private:
  double radius;

 public:
  Circle (double r) : radius(r) {}
  double area() { return (M_PI*pow(radius,2)); }
  double perimeter() { return (M_PI*2*radius); }
  void doubleArea() { radius *= pow(2,0.5); }
  Circle* clone() const { return new Circle(*this); }

};

#endif

函数modShape和测试代码在main.cpp中：

#include <iostream>
#include "header.h"

using namespace std;

void modShape(Shape &inShape) {

  // Make new Shape* from clone of inShape
  // and double its area.
  Shape* newShape = inShape.clone();
  newShape->doubleArea();
  cout << "newShape's area (after doubling): " << newShape->area() << endl;

  // Copy newShape to inShape.
  inShape = *newShape;
  cout << "newShape copied to inShape (circ)." << endl;
  cout << "inShape's area in modShape: " << inShape.area() << endl;

};


int main() {

  Circle circ(2);
  cout << "circ's initial area (in main): " << circ.area() << endl;
  modShape(circ);
  cout << "circ's final area (in main): " << circ.area() << endl;

  return 0;
}

我从这个函数得到的输出是：

circ’s initial area (in main): 12.5664

newShape’s area (after doubling): 25.1327

newShape copied to inShape.

inShape’s area in modShape(): 12.5664

circ’s final area (in main): 12.5664

很明显,分配inShape = * newShape并不像我期望的那样工作.我的猜测是使用的赋值运算符是Shape类,因此不会从派生类中复制成员变量(如radius)？如果是这种情况,我想我想定义一个赋值运算符,它将“知道”对象是派生类,即使它们被定义为基类,但我不知道如何做到这一点.或者如果有更好的解决方案,请告诉我！任何意见是极大的赞赏.

更新：
看起来像切片是问题,现在我需要弄清楚如何避免它.我想如果我定义我的函数来接受一个指针,事情会更好：

void modShape2(Shape* inShape) {
  Shape* newShape = inShape->clone();
  cout << inShape->area() << endl;
  inShape = newShape;
  cout << inShape->area() << endl;
}

我设置为：

Circle *circ2 = new Circle(1);
cout << "circ2's initial area (in main): " << circ2->area() << endl;
modShape2(circ2);
cout << "circ2's final area (in main): " << circ2->area() << endl;

这里产生的输出是

circ2’s final area (in main): 3.14159

3.14159

6.28319

circ2’s final area (in main): 3.14159

在这种情况下,似乎副本正在发生而没有切片,因为区域在modShape2函数内被加倍,但是当我们出于某种原因退出modShape2的作用域时,更改不会被执行.我真的很困惑！

最佳答案 问题

你已经确定了它.该错误是由以下语句引起的,该语句导致object slicing：

inShape = *newShape;

因此,只复制Shape基础对象中的成员.不复制不属于基类的区域.

鞋底怎么样？

不建议定义虚拟赋值运算符,因为类T的此运算符的通常签名是：

 T& operator= (const T& r);

这样你就会遇到返回类型的麻烦.

一个更简单的解决方案是使用虚拟复制功能(与克隆功能类似的原理)：

class Shape {
    ...
    virtual void copy(const Shape&r) = 0; 
};

它将针对派生对象实现,检查类型是否匹配并使用类型的赋值运算符.例如：

void copy(const Shape&r) override {
    if (dynamic_cast<const Circle*>(&r)) 
        *this = *dynamic_cast<const Circle*>(&r);
    else throw (invalid_argument("ouch! circle copy mismatch"));
}

在这里an online demo.

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