能够将子 class 实例分配给堆栈帧中的基础 class 变量的动机是什么？

Question

鉴于此代码：

#include <iostream>

class base {
private:
    char x;
public:
    base(char x) : x(x) {
        std::cout << "base::base(char) " << this << std::endl;
    }
    base(base&& rhs) {
        std::cout << "base::base(base&&), moving from " << &rhs << " to " << this << std::endl;
        x = rhs.x; rhs.x = '[=12=]';
    }
    virtual ~base() {
        std::cout << "base::~base " << this << std::endl;
    }
};

class child : public base {
private:
    char y;
public:
    child(char x, char y) : base(x), y(y) {
        std::cout << "child::child(char, char) " << this << std::endl;
    }
    child(child&& rhs) : base(std::move(rhs)) {
        std::cout << "child::child(child&&), moving from " << &rhs << " to " << this << std::endl;
        y = rhs.y; rhs.y = '[=12=]';
    }
    virtual ~child() {
        std::cout << "child::~child " << this << std::endl;
    }
};

int main(int argc, char* argv[]) {
    { // This block enables me to read destructor calls on the console...
        base o = child('a', 'b');
    }
    std::cin.get();
    return 0;
}

在 main 的堆栈帧中有一个区域 child 正在被实例化。之后 base 的移动构造函数被调用并引用新创建的 child。 base 的（移动）构造发生在同一堆栈帧的不同区域，并复制从 base 派生的 child 的部分。从现在开始，child 剩下的就是 base 部分了，只剩下 base.

~~我知道堆栈上的对象不可能实现多态性，我想我理解原因：效率。没有 vtable 查找等。编译器可以选择在编译时调用的方法。~~

我不明白的是：当构成 child 的所有内容时，为什么可以将 child 实例分配给 base 变量（在堆栈框架中）迷路？这样做的动机是什么？我期望编译错误或至少是警告，因为我想不出允许它的充分理由。

Answer 1

请记住 base o = child('a', 'b') 实际上是在调用复制构造函数，因此您并没有真正破坏 child 对象，而是从 [=13= 构造 o ] 作为副本。您需要使用 pointers/references 来对一个基础对象进行多态访问。

child c = child('a', 'b');
base o = c; // at this point we have two objects.

其他语言，例如 Java 和 C# 具有类似的处理对象的语法，但它们实际上使用引用，因此与我们在这里所做的完全不同。

此外，在某些情况下，base 和 subclass 无论如何都具有相同的大小。一个激励案例是 class，它只是 int 的包装器，它公开了进行位操作以将内容打包到内部的成员。由于对象本身很小，因此按值移动它是有意义的。但是由于您可能只想查看原始 int，因此将其向下转换为更原始的类型是有意义的，并且不会丢失任何内容。

编辑：好的，结果应该调用移动构造函数，但是 Visual Studio（我的编译器）还没有自动生成移动构造函数。

#include <iostream>
class Base
{
public:
    Base() {}
    Base(const Base& other) { std::cout << "Copy"; }
};

class Der : public Base{};

void main() {
    Base b = Der();
}

在Visual Studio中输出"Copy"。但是，如果您添加自己的移动构造函数，则会调用它，因为 Der() 是右值。

请记住，移动构造函数是 C++ 的新增功能，因此在 11 之前，该语法是允许的。由于它们必须支持遗留的 C++ 语法，因此它们实际上无法阻止它进行编译，仅仅因为它自从添加了移动构造函数以来并不总是那么有意义。这可能是问题的真正答案：遗留问题，因为在自动生成的移动构造函数中切片更值得商榷。

Answer 2

这对于评论来说太长了，实际上是答案的一部分：

我相信现在很明显您实际上是在创建一个新的 base 对象，而不是将一些现有值分配给变量（因为我们不在 Java 这里；C++获得 Java 行为的代码类似于 std::shared_ptr<base> o = std::make_shared<child>('a','b');）。另外根据评论，你现在正在寻找被允许的 why 的动机。答案非常简单：

因为 child 公开派生自 base，也称为具有“is-a”关系，任何 child 对象，从字面意义上讲，is a（特殊类型）base 对象。在设计良好的 class 层次结构中，您可以在任何需要 base 对象的地方使用 child 对象（并且 it will honor the interface invariants).这是一个重要的概念，这就是为什么它有一个名字：Liskov 替换原则。（这也是为什么你在布满灰尘的旧书中找到的关于 class 设计的例子有Rectangle derive from Shape 和 Square derive from Rectangle 是非常糟糕的例子：在软件设计中，“is a” means/should 与它在软件设计中的含义不同数学。)

现在，您可以从 base 对象移动构造一个 base 对象，是吗？由于 child 对象是一个 base 对象，因此您也可以从那个 child 移动构造一个 base。（当然，除非你违反通过从 base 公开派生而建立的契约。如果你愿意，C++ 会给你一把机关枪和胶带来擦掉你的脚。）

能够将子 class 实例分配给堆栈帧中的基础 class 变量的动机是什么？

What's the motivation for being able to assign a child class instance to base class variable in a stack frame?

c++

stack

polymorphism

type-conversion