c++ - 使用智能指针附加的继承对象进行深度复制

我不确定用包含继承对象的智能指针对对象进行深层复制的最佳/最干净的解决方案是什么。给出以下代码，将其归结为

class A {};

class D1 : public A{
public:
    int x1 = 0;
};

class D2 : public A {
public:
    int x2 = 2;
};


class V {
public:
    V(A* a) : ptr(a) {}
    std::unique_ptr<A> ptr;
};

void run() {
    std::vector<V> v;
    v.push_back(V(new D1));
    v.push_back(V(new D2));
    /// I want to make a deep copy of v here
}

在 vector v包含D1和D2类型的两个对象的情况下，制作v的深拷贝的最短/最优雅的方法是什么？我可以想到两种方式，都有一些缺点:

在基类中创建一个虚拟A* clone()方法，并在每个继承的类中重载它(如here所述)。缺点:clone方法需要在每个继承的类中实例化，并且可能有多个。

为V创建一个复制构造函数/赋值运算符。使用dynamic_cast<D1/D2>，检查附加了哪种继承对象，并为该特定类型创建一个副本。缺点:需要遍历V的副本构造函数中的所有继承的类。

最佳答案

选项1不需要每次将类添加到V下的层次结构时都修改A。此外，如果添加的类未实现clone，您将得到一个漂亮的编译器错误，而不是像选项2中那样在运行时生成和失败的所有内容。

因此，选项1更好。但是您是正确的，它有些重复。您必须为许多不同的类型编写类似的代码。幸运的是，C++有一种机制可以处理:模板。

使用CRTP类，我们可以自动实现clone函数。 D1和D2所需要做的就是从中间人继承，而不是直接从A继承:

class A {
public:
  virtual A* clone() const = 0;
  virtual ~A() = default;
};

template<class C>
struct AClone : A {
  A* clone() const override {
    return new C(*static_cast<C const*>(this));
  }
};

class D1 : public AClone<D1> {
public:
    int x1 = 0;
};

class D2 : public AClone<D2> {
public:
    int x2 = 2;
};

上面使用的是原始指针，可以通过返回unique_ptr来改善它，但这是为了简洁起见。

也可以在此clone函数中添加一些防御性编程。

static_assert(std::is_convertible<C*, A*>::value,"");
static_assert(std::is_convertible<C*, AClone*>::value,"");
// These two check `C` is derived unambiguasly from `A` via this specialization

assert(typeid(C) == typeid(*this));
// Check the most derived type is as expected, suggested by Deduplicator

您可以实时观看here。