具有多态数据的容器的常见实现是什么？

Question

假设我创建了一个抽象的 class 实体，然后是它的多个子class，每个都有它的参数和功能，但由于实体共享一个公共接口。这是迄今为止面向对象编程中最常见的示例。

当我创建实体值向量并告诉它为 N 个元素保留（确保容量而不调整大小）时，内部发生了什么。如果大小可以是任何值，它如何知道大小？公共部分是否存储在向量中，然后是指向 subclass 特定部分的指针？如果是这样，该指针最终会在堆中声明在哪里？这对缓存性能非常不利。

最后，这个跟POD和非POD类型有关系吗？

Answer 1

如果向量包含 Entity 个值，则它包含 Entity 类型的值，而不是任何子类。由于Entity是抽象的，所以不能实例化这样的向量。

如果您想要多态性，则必须存储指向存储在别处的对象的指针，或者如果您希望向量像管理其元素一样管理其生命周期，则必须存储智能指针。

Answer 2

一旦抽象类开始发挥作用，POD 就会立即退出 window。您正在通过指针处理所有事情。您不关心对象的大小，因为它不是对象的向量，它是指向对象的指针的向量。

如果向量 'owns' 内存（听起来像你的情况），那么代码将如下所示...

// Declaration
std::vector <Entity *> ent_vector;

// Inserting into the vector
ent_vector.push_back(new EntityImpl());

// In a destructor somewhere...
for (std::vector<Entity *>::iterator i = ent_vector.begin(); i != ent_vector.end(); ++i)
{
  delete *i;
}

Answer 3

在 C++ 中没有明确支持这类事情。您必须（如 Mike 的回答中所述）通过指针访问多态对象以调用多态行为。这意味着您必须在容器中存储指针。如果你像往常一样希望你的容器也管理对象的生命周期，你应该使用 unique_ptrs。

您可以按照

的方式创建您自己的小型多态容器

template<typename AbstractType>
class poly_vector
: std::vector<std::unique_ptr<AbstractType>>
{
  typedef std::vector<std::unique_ptr<AbstractType>> base;
public:
  using base::begin;                               // public access
  using base::end;                                 //   to some vector
  using base::size;                                //   functionality

  poly_vector() = default;                         // default ctor
  poly_vector(poly_vector&&) = default;            // move, but
  poly_vector(poly_vector const&) = delete;        // no copy
  // add another object at the end
  template<typename DerivedType, typename...Args>
  typename std::enable_if<std::is_base_of<AbstractType,DerivedType>::value>::type
  emplace_back(Args&&..args)
  {
    base::emplace_back(new DerivedType(std::forward<Args>(args)...);
  }
};

然而，begin() 指向的对象又是指针（实际上是 unique_ptr），因此访问多态对象的语义有点不寻常。此外，emplace_back 的语义是不寻常的：您必须像 myvec.emplace_back<Dervied>(arg1,arg2);

中那样显式提供 DerivedType 作为模板参数

当然，您可以详细说明上述想法，包括避免双重解引用的迭代器类型，以及完整的分配器支持等...

具有多态数据的容器的常见实现是什么？

What are common implementations for containers with polymorphic data?

c++

polymorphism

vector