在c++中,什么是对象切片,什么时候发生?
当前回答
C++中的切片问题源于其对象的值语义,这主要是由于与C结构的兼容性。您需要使用显式引用或指针语法来实现大多数其他语言中的“正常”对象行为,即对象总是通过引用传递。
简单的答案是,通过按值将派生对象分配给基础对象来切片对象,即,剩余对象只是派生对象的一部分。为了保持值语义,切片是一种合理的行为,其用途相对较少,这在大多数其他语言中都不存在。有些人认为它是C++的一个特性,而许多人则认为这是C++的怪癖/错误特性之一。
其他回答
切片问题很严重,因为它会导致内存损坏,而且很难保证程序不会受到这种问题的困扰。要用语言设计它,支持继承的类应该只能通过引用(而不是通过值)访问。D编程语言具有此属性。
考虑从A派生的类A和类B。如果A部分有一个指针p,而B实例指向B的附加数据,则可能发生内存损坏。然后,当附加数据被切片时,p指向垃圾。
在我看来,除了你自己的类和程序架构/设计不好之外,切片并不是什么问题。
如果我将一个子类对象作为参数传递给一个方法,该方法接受一个超类类型的参数,那么我当然应该意识到这一点,并且知道在内部,被调用的方法只能使用超类(也称为基类)对象。
在我看来,提供一个请求基类的子类会导致子类特定的结果,这似乎只是一个不合理的期望,会导致切片成为一个问题。它要么在方法的使用上设计糟糕,要么子类实现糟糕。我猜这通常是牺牲了良好的OOP设计,而为了方便或提高性能的结果。
1.切片问题的定义
如果D是基类B的派生类,则可以将派生类型的对象分配给base类型的变量(或参数)。
例子
class Pet
{
public:
string name;
};
class Dog : public Pet
{
public:
string breed;
};
int main()
{
Dog dog;
Pet pet;
dog.name = "Tommy";
dog.breed = "Kangal Dog";
pet = dog;
cout << pet.breed; //ERROR
尽管上面的赋值是允许的,但赋值给变量宠物的值将丢失其品种字段。这被称为切片问题。
2.如何解决切片问题
为了解决这个问题,我们使用指向动态变量的指针。
例子
Pet *ptrP;
Dog *ptrD;
ptrD = new Dog;
ptrD->name = "Tommy";
ptrD->breed = "Kangal Dog";
ptrP = ptrD;
cout << ((Dog *)ptrP)->breed;
在这种情况下,没有动态变量的数据成员或成员函数被ptrD(后代类对象)指向的对象将丢失。此外,如果需要使用函数,则函数必须是虚拟函数。
如果您有一个基类a和一个派生类B,那么您可以执行以下操作。
void wantAnA(A myA)
{
// work with myA
}
B derived;
// work with the object "derived"
wantAnA(derived);
现在,方法wantAnA需要派生的副本。然而,派生的对象不能完全复制,因为类B可以创建不在其基类A中的其他成员变量。
因此,要调用wantAnA,编译器将“切片”派生类的所有其他成员。结果可能是您不想创建的对象,因为
它可能是不完整的,它的行为类似于A对象(B类的所有特殊行为都丢失了)。
我刚刚遇到了切片问题,很快就到了这里。所以让我再加上两美分。
让我们来举一个“生产代码”(或类似代码)的例子:
假设我们有一个可以调度动作的东西。例如,控制中心UI。此UI需要获取当前可以调度的事物的列表。因此,我们定义了一个包含分派信息的类。让我们称之为行动。因此,Action有一些成员变量。为了简单起见,我们只有2,即std::string名称和std::function<void()>f。然后它有一个void activate(),它只执行f成员。
因此,UI得到了一个std::vector<Action>。设想一些功能,如:
void push_back(Action toAdd);
现在,我们已经从UI的角度确定了它的外观。到目前为止没有问题。但是另一个从事这个项目的人突然决定,Action对象中有一些特殊的动作需要更多的信息。无论出于什么原因。这也可以通过lambda捕获来解决。此示例并非取自代码1-1。
所以这家伙从《行动》中派生出来,以增添自己的味道。他将自己制作的课程的一个实例传递给push_back,但随后程序就失控了。
那发生了什么?正如您可能已经猜到的:对象已被切片。
实例中的额外信息已经丢失,f现在容易出现未定义的行为。
我希望这个例子能给那些在谈论以某种方式派生的A和B时无法真正想象事情的人带来启发。