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虚构造函数

1234567891011121314151617181920212223 #include <memory> class Base { public: virtual ~Base() {} virtual Base* clone() const = 0; }; class Derived : public Base { public: Derived* clone() const override { return new Derived(*this); } }; void foo(std::unique_ptr<Base> original) { std::unique_ptr<Base> copy{original->clone()}; }

此模式采用 CC0 公共领域贡献许可。

需要 c++11 或更新版本。

意图

通过指向基类型的指针创建对象的副本。

描述

除非知道对象的静态类型，否则无法复制它，因为编译器必须知道需要分配多少空间。因此，我们不能直接通过指向基类的指针来复制派生类对象。

虚构造函数是一种技术，它通过使用虚函数将复制对象的行为委托给派生类。为了演示，我们在第 8 行声明了一个 Base 的虚成员函数（通常命名为 clone），每个派生类都将实现该函数以返回自身的副本。Derived 类在第 14-17 行实现了这个 clone 函数，它只需创建自身的副本并返回。

现在，考虑在第 20 行，我们有一个指向派生类对象的 std::unique_ptr<Base>，我们希望复制这个对象（它也可以是 Base* 或任何其他指向 Base 的智能指针）。要执行此复制，我们只需通过该指针在第 22 行调用虚成员函数 clone。借助多态性，这将调用 Derived 类中 clone 的实现，从而返回一个指向原始派生对象副本的指针。

注意：无法直接用智能指针实现虚构造函数，因为派生类的虚成员函数必须具有协变返回类型。一种解决方法是让 Derived::clone 返回一个 Base 指针。或者，你可以提供非虚的包装函数。