c++ 如何为基类引用传递的值创建unique_ptr？

xyhw6mcr 于 2023-04-01 发布在其他

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我有Base和Derived类，我需要通过虚成员函数foo()从它们获得多态行为：

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual int foo() const = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    int foo() const override { return 42; }
};

std::unique_ptr<Base> clone(Base & base) {
    //auto copy = base;  // cannot create an abstract type
    //return std::make_unique(copy);

    return std::make_unique(base);
}

int main() {
    auto d = Derived();

    auto p = clone(d);
 
    std::cout << p->foo() << '\n';
}

不编译：https://godbolt.org/z/voaGdf1sM

<source>: In function 'std::unique_ptr<Base> clone(Base&)':
<source>:19:28: error: no matching function for call to 'make_unique(Base&)'
   19 |     return std::make_unique(base);
      |            ~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~

在clone()之外，我希望能够在程序的大部分时间内使用值语义来处理Derived的示例，但有时需要将Derived的示例添加到集合中（std::vector<std::unique_ptr<Base>>）并保持多态性，所以在本例中，我需要能够将unique_ptr s添加到Derived对象的新 * 副本 * 中。因此，我有一个函数clone()，它引用一个Derived对象，并打算制作一个副本，然后由unique_ptr拥有，这是返回的。
不幸的是，我无法解决如何对像Base这样的抽象类型的引用进行多态复制。
我不能通过值传递参数，然后将隐式副本移动到unique_ptr中，因为不可能有Base的示例，而且我需要多态性。
我研究了使用转发引用，类似于：

std::unique_ptr<Base> clone(Base && base) {
    return std::make_unique(base);
}

// ...
auto p = clone(std::move(d));

但是我不想在调用者那里公开所有权，并要求他们调用std::move-它应该可以自由地传入对现有对象的引用，并期望clone复制它，而不是获得它的所有权。我实际上 * 希望 * 它被复制，并且源对象保持完整并能够再次使用（例如，制作更多副本）。
注意：如果我能让它工作，clone最好使用const Base &，因为我毕竟是出于性能原因通过引用传递的。
我在这里尝试做的是-制作一个副本，作为unique_ptr进行管理，而不对调用者施加移动语义-甚至可能吗？

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/75844929/how-to-create-a-unique-ptr-to-a-value-passed-by-base-class-reference

3条答案

按热度按时间

uyhoqukh1#

我觉得你在找这样的东西：

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual ~Base () { }
    virtual int foo() const = 0;
    virtual std::unique_ptr <Base> clone (void) const = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    int foo() const override { return 42; }

    std::unique_ptr <Base> clone (void) const override
    {
        auto result = std::make_unique <Derived> ();
        *result = *this;
        return result;
    }
};

int main() {
    auto d = Derived ();
    auto p = d.clone ();
    std::cout << p->foo() << '\n';
}

我不知道还有什么可说的，但你也可以这样做：

Base &base = d;
...
auto p = b.clone ();

我觉得这更接近你的要求
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编辑：根据@eerorika的评论，在Base中添加了一个虚拟析构函数，我省略它是多么草率！

赞(0）回复(0）举报 2023-04-01

vq8itlhq2#

Paul's solution中不幸的潜在重复可以通过使用Curiously recurring template pattern来缓解：

template <class T>
class TBase : public Base {  // Base from Paul's answer
public:
    std::unique_ptr<Base> clone() const override {
        const T& ref = static_cast<const T&>(*this);
        return std::make_unique<T>(ref);
    }
};

class Derived1 : public TBase<Derived1> {
public:
    int foo() const override { return 42; }
};

class Derived2 : public TBase<Derived2> {
public:
    int foo() const override { return 1337; }
};

赞(0）回复(0）举报 2023-04-01

k3bvogb13#

我在SO的其他地方遇到的一个部分解决方案是使用模板化的clone()函数来处理具体类型：

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual int foo() const = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    int foo() const override { return 42; }
};

template <typename T>
std::unique_ptr<Base> clone(T const & t) {
    return std::make_unique<T>(t);
}

int main() {
    auto d = Derived();

    auto p = clone(d);
 
    std::cout << p->foo() << '\n';
}

https://godbolt.org/z/GbTz4nb3E
这使得make_unique可以像调用Derived一样调用所提供参数的复制构造函数，因为调用者知 prop 体类型。不过，如果调用者只有Base的引用或指针，我不确定这是否仍然有效。

赞(0）回复(0）举报 2023-04-01

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