C/C++编程日记：将不同类型的对象放进同一个容器

前言：不同类型的对象，放进同一个容器。（下文以数组表示容器）

代理类

问题：

现有不同种类的交通工具类派生层次，如下：

classVehicle{public:virtualdoubleweight()const=0;virtualvoidstart()=0;};classAircraft:publicVehicle {};classAutomobile:publicVehicle {};

我们想对一系列不同各类的Vehicle进行管理：

Vehicle parking_lot[1000];

不足：

抽象类不可实例化

若基类不是抽象类，类型转换会带来问题

经典解决方法：容器中存储基类指针

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] = &x;

不足：

内存管理的负担

若容器中的指针在其它地方被释放，会造成大量野指针

经典解决方法的改进：容器中的指针指向原对象的副本。

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] =newAutomobile(x);

不足：

动态内存管理的负担

需要知道对象x的静态类型

再次改进：虚复制函数

classVehicle{public:virtualdoubleweight()const=0;virtualvoidstart()=0;virtualVehiclecopy()const=0;virtual~Vehicle() {}};classAircraft:publicVehicle {public:Vehiclecopy()const{returnnewAircraft(this); }};classAutomobile:publicVehicle {public:Vehiclecopy()const{returnnewAutomobile(*this); }};

直接调用copy()，不需要知道x的静态类型

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] = x.copy();

引入代理类

我们引入代理类来避免显式的内存分配。

一个Vehicle代理代表着一个继承自Vehicle的对象，只要该代理关联着该对象，该对象就一定存在。因此，复制该代理就会复制该对象。给代理赋新值也会先删除旧对象，再复制新对象。

classVehicleSurrogate{public:VehicleSurrogate() : vp(0) {}// 注意这个缺省构造，我们需要定义一个“空代理”的概念，类似零指针VehicleSurrogate(constVehicle& v) : vp(v.copy()) {}VehicleSurrogate(constVehicleSurrogate& v) : vp(v.vp ? v.vp->copy() :0) {}VehicleSurrogate&operator=(constVehicleSurrogate& v) {if(this!= &v) {deletevp;vp = (v.vp ? v.vp->copy() :0); }returnthis; } ~VehicleSurrogate() {deletevp; }doubleweight()const{if(vp ==0)throw"vp == 0"; vp->weight(); }voidstart(){if(vp ==0)throw"vp == 0"; vp->start(); }private: Vehicle vp;};

需要注意的是，调用vp的成员函数前需要对vp进行判空。

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现在我们管理一系列的Vehicle就方便多了：

VehicleSurrogate parking_lot[10];Automobile x;parking_lot[0] = x;

最后一行会调用VehicleSurrogate(const Vehicle& v)完成x从Automobile到VehicleSurrogate的类型转换，而且会创建x的副本。

我们不需要考虑数组中的副本释放问题，VehicleSurrogate的析构函数会帮我们做好。不同类型的对象，放进同一个容器。（下文以数组表示容器）

代理类

问题：

现有不同种类的交通工具类派生层次，如下：

classVehicle{public:virtualdoubleweight()const=0;virtualvoidstart()=0;};classAircraft:publicVehicle {};classAutomobile:publicVehicle {};

我们想对一系列不同各类的Vehicle进行管理：

Vehicle parking_lot[1000];

不足：

抽象类不可实例化

若基类不是抽象类，类型转换会带来问题

经典解决方法：容器中存储基类指针

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] = &x;

不足：

内存管理的负担

若容器中的指针在其它地方被释放，会造成大量野指针

经典解决方法的改进：容器中的指针指向原对象的副本。

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] =newAutomobile(x);

不足：

动态内存管理的负担

需要知道对象x的静态类型

再次改进：虚复制函数

classVehicle{public:virtualdoubleweight()const=0;virtualvoidstart()=0;virtualVehiclecopy()const=0;virtual~Vehicle() {}};classAircraft:publicVehicle {public:Vehiclecopy()const{returnnewAircraft(this); }};classAutomobile:publicVehicle {public:Vehiclecopy()const{returnnewAutomobile(*this); }};

直接调用copy()，不需要知道x的静态类型

Vehicle* parking_lot[1000];Automobile x;parking_lot[0] = x.copy();

引入代理类

我们引入代理类来避免显式的内存分配。

一个Vehicle代理代表着一个继承自Vehicle的对象，只要该代理关联着该对象，该对象就一定存在。因此，复制该代理就会复制该对象。给代理赋新值也会先删除旧对象，再复制新对象。

classVehicleSurrogate{public:VehicleSurrogate() : vp(0) {}// 注意这个缺省构造，我们需要定义一个“空代理”的概念，类似零指针VehicleSurrogate(constVehicle& v) : vp(v.copy()) {}VehicleSurrogate(constVehicleSurrogate& v) : vp(v.vp ? v.vp->copy() :0) {}VehicleSurrogate&operator=(constVehicleSurrogate& v) {if(this!= &v) {deletevp;vp = (v.vp ? v.vp->copy() :0); }returnthis; } ~VehicleSurrogate() {deletevp; }doubleweight()const{if(vp ==0)throw"vp == 0"; vp->weight(); }voidstart(){if(vp ==0)throw"vp == 0"; vp->start(); }private: Vehicle vp;};

需要注意的是，调用vp的成员函数前需要对vp进行判空。

现在我们管理一系列的Vehicle就方便多了：

VehicleSurrogate parking_lot[10];Automobile x;parking_lot[0] = x;

最后一行会调用VehicleSurrogate(const Vehicle& v)完成x从Automobile到VehicleSurrogate的类型转换，而且会创建x的副本。

我们不需要考虑数组中的副本释放问题，VehicleSurrogate的析构函数会帮我们做好。