c++ - 多态实现问题

我写了一个程序，它使用虚函数来实现多态。我有一个主要的 User 类，它盲目地调用一个它认为是通用对象的方法(尽管它们实际上应该是专门的)。这些对象来自在其基类中覆盖纯虚函数的类。以下改编的代码应该展示我的设置:

BaseConfig.h 中的通用类 (BaseConfig):

class BaseConfig {
public:
    ...
    virtual void display() const = 0;
    ...
}

SpecialConfig.h 中上述泛型类 (SpecialConfig) 的特殊版本:

class SpecialConfig : public BaseConfig {
public:
    ...
    void display() const;
    ...
}

SpecialConfig.cpp中上述专用类的实现:

...
void SpecialConfig::display() const {
   // print some text
}
...

现在，当我创建 BaseConfig 指针并将其设置为 SpecialConfig 对象的地址时，调用 display() 会按预期命中 SpecialConfig 类的 display() 函数。但是，事情与我在以下代码片段中的预期有所不同，因为某种原因，在 BaseConfig 队列中返回 SpecialConfig 对象后，对它们调用 display() 函数不再命中 SpecialConfig 中的 display() 函数而是尝试使用 BaseConfig 中的 display() 函数，导致程序退出。

这是用于生成配置排列的通用类。我们将在 BaseRuleSet.h 中将其称为 BaseRuleSet:

class BaseRuleSet {
public:
    ...
    virtual queue<BaseConfig *> getValidChildConfigurations(BaseConfig * c) const = 0;
    ...
}

它的 getValidChildConfigurations 函数将在专用 RuleSet 类中被覆盖，如 SpecialRuleSet.h 中的 SpecialRuleSet 类所示:

class SpecialRuleSet : public BaseRuleSet {
public:
    ...
    queue<BaseConfig *> getValidChildConfigurations(BaseConfig * c) const;
}

上述类在SpecialRuleSet.cpp中的实现:

...
queue<BaseConfig *> SpecialRuleSet::getValidChildConfigurations(BaseConfig * c) const {

    queue<BaseConfig *> validChildConfigurations;

    BaseConfig * baseConfigA;
    BaseConfig * baseConfigB;

    SpecialConfig specialConfigA;
    SpecialConfig specialConfigB;

    baseConfigA = &specialConfigA;
    baseConfigB = &specialConfigB;

    validChildConfigurations.push(baseConfigA);
    validChildConfigurations.push(baseConfigB);

    // validChildConfigurations.front()->display() works correctly here

    return validChildConfigurations;

}
...

如上面的评论所示，此时多态性仍然正常工作，因为专用显示功能仍在命中。然而，在最后一个代码片段(如下所示)中，一切都分崩离析了。这是 User.cpp 中的 User 类:

...
void User::doStuff() {

    BaseRuleSet * baseRuleSet;
    SpecialRuleSet specialRuleSet;

    baseRuleSet = &specialRuleSet;


    BaseConfig * currentConfig;

    /*
    SpecialConfig specialConfig;

    currentConfig = &specialConfig;

    currentConfig->display();   // this works
    */


    queue<BaseConfig *> childConfigurations = ruleSet->getValidChildConfigurations(currentConfig);

    childConfigurations.front()->display(); // this does not work


}

如上例中的最后一条注释所示，对 display() 的最后一次调用实际上尝试使用 BaseConfig 中的纯虚函数，而不是 SpecialConfig 中实现的专用版本。

我的想法是在 C++ 中存在我不知道的限制或不同的做事方式，或者我的实现中存在错误。谁能帮我澄清一下？

谢谢。

最佳答案

这个问题与多态无关。您的实际问题如下。

BaseConfig * baseConfigA; // Okay.

SpecialConfig specialConfigA; // Fair enough

baseConfigA = &specialConfigA; // Hmm, getting the address of a local variable?

validChildConfigurations.push(baseConfigA); // This should be okay as long as
                                            // you don't return that queue...
return validChildConfigurations; // Oh dear.

您会看到，在 C++ 中，局部变量与其作用域一样长。 specialConfigA 返回后，上面的 getValidChildConfigurations 对象将被销毁，之后您存储在队列中的指针指向...未定义的东西。因此，当您尝试通过它调用方法时，您会得到未定义的行为，这在您的情况下是崩溃的。

解决办法是动态分配SpecialConfig对象:

BaseConfig * baseConfigA = new SpecialConfig;

这意味着只有在调用 delete 时对象才会被销毁。这既是一件好事也是一件坏事:它不会再超出范围，但是你完成后一定不要忘记使用 delete ，否则内存会泄漏。一种解决方案是使用智能指针为您执行 delete。为此，C++11 有 std::shared_ptr 类。如果您仍然停留在 C++03 中，您可以使用 boost::shared_ptr 。

如果您不能或不想使用智能指针，请记住 queue 的构造函数不会对其内容调用 delete，因此您必须一次遍历它，然后 delete 一切。

关于c++ - 多态实现问题，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/8885151/