c++ 沉思录---代理类
一、问题
如何设计一容器能包含彼此不同而又相互关联的类的对象(处于完整的继承层次的类)?因为一般的数组容器都只能包含一种类型的对象。
假设有一个表示不同类型的交通工具的类的派生层次:
class Vehicle
{
public:
virtual double weight () const = ;
virtual void start() = ;
//.....
}; class RoadVehicle : public Vehicle
{
public:
/* data */
}; class AutoVehivle : public Vehicle
{
public:
/* data */
}; class Aircraft : public Vehicle
{
public:
/* data */
};
现在我们需要一个容器,这里使用数组表示,能够包含所有上述类的对象,Vehicle parkint_lot[100]; 这样肯定不对
错误原因:1. Vehicle 是个抽象基类(含有纯虚函数),不能实例化对象
2. 假设Vehicle能够实例化也不对,Parking_lot[num_vehicles++] = 派生类对象,这样的操作,会将派生类对象转化为一个Vehicle类的对象,会丢失所有Vehicle类中没有的成员。最后的结果是Parking_lot是Vehicle的集合。
二、解决方案1(传统的解决方法)
通过在数组中存储基类的指针,因为基类的指针转换为派生类的指针是容易且安全的。
Vehicle* Parking_lot[100];
然后输入类似:
Automonbile x =
1: Parking_lot[num_vehicles++] = &x;
存在问题:如果x是局部变量,一旦变量x销毁了,Parking_lot 就不知道指向什么东西了。
2: Parking_lot[num_vehicles++] = new Automobile(x);
存在问题:为了解决1中问题,改用存储对象副本的指针。这种方法会带来一定的内存管理负担,其实我觉得还行,没那么严重,在需求没那么严格的情况下这种方法还是可以使用的。
但是,这种只有当我们确定知道要放入parking_lot对象的静态类型后,才启作用!!!
注意:用基类的指针或引用引用一个派生类对象时,由于派生类对象也是基类的对象,所以这样也是安全的但是只能引用基类中所拥有的成员,不能引用在派生类中定义的成员,否则编译器会报错。
三、解决方案2(代理类)
代理类:定义一个行为和Vehicle对象相似,而又潜在的表示为所有继承自Vehicle类的对象的东西,我们把这种类的对象称之为代理。
在Vehicle类中添加虚复制函数
virtual Vehicle* copy() const = 0;
派生类中实现:
Vehicle* 派生类名称::copy() const{
return new 派生类名称(*this);
}
class VehicleSurrogate
{
public:
VehicleSurrogate();
~VehicleSurrogate();
VehicleSurrogate(const Vehicle& v){
vp(v.copy());
} VehicleSurrogate(const VehicleSurrogate&);
VehicleSurrogate& operator = (const VehicleSurrogate&);
private:
Vehicle* vp;
};
代理类的成员变量为Vehivle 类型的指针,参数为const Vehicle& 类型的构造函数,可以为任意继承自Vehicle的类的对象创建代理。
使用方法:
VehicleSurrogate paking_lot[100];
Automobile x;
Paking_lot[num_vehicles++] = x; 等价于 paking_lot[num_vehicles++] = VehicleSurrogate(x);
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