为什么以及何时通过指针在 C++ 中传递 class 类型？

Question

考虑以下代码：

class Abstract{
public:
    virtual void printStuff()=0;
};

class Derived: public Abstract{
public:
    void printStuff(){
        printf("Stuff\n");
    }
};

现在，假设我想创建一个使用 Abstract class 中的 printStuff 方法的函数。在我了解到在 C++ 中只有一种方法是可能的之前，我认为会有两种方法：一种不太明显的指针，一种更明显的方法，类似于您期望对 int、chars 等做的事情：

void ptr_function(Abstract* abs){ //non-obvious
    abs->printStuff();
}

void non_ptr_function(Abstract abs){ //obvious, analogous to, say, pow(a,b)
    abs.printStuff();
}

现在，我明白了第二个在C++中是被禁止的。但是，我并不真正理解这种设计的根本原因。除了作为参数传递的指针与实际对象之外，上述函数看起来不一样吗？

作为后续问题：构建必须 "contain" 其他抽象 classes 作为字段之一的 classes 的首选方法是什么？如果这个问题的答案也是："pointers"，那么我是否遗漏了什么，或者我是否必须自己跟踪这些对象的生命周期（即手动删除它们）？对于非抽象 classes 这不是问题，就好像我不使用指针一样，那么只要该对象超出范围，它就会自动删除（调用析构函数等）。但是，如果我必须使用指针，那么微观管理似乎会花费很多不必要的时间和代码。

有没有更好的方法来解决这个问题？

Answer 1

您不能按值传递抽象 class，因为它无法实例化。在大多数情况下，按值传递无论如何都是错误的（或者至少是非最佳的）。您正在寻找的是通过引用传递：

void ref_function(Abstract & abs)
{
    abs.printStuff();
}

当您通过引用传递时，在 ref_function 中对 abs 所做的任何修改都将应用于函数外部存在的同一实例。理想情况下，在您的测试用例中，您希望将对象作为 const Abstract & abs 传递，这将防止对该对象进行任何更改。但是在您的示例中，您需要将 printStuff 标记为 const 以表示它不会更改调用它的对象 - 签名将更改为 virtual void printStuff() const

回答你关于抽象 classes 的所有权应该如何工作的其他问题.. 请记住你实际上不能拥有抽象 class 的实例，所以你是谈论的是通过指向其抽象基础 class 的句柄持有指向某个派生对象的指针。您可能想为此使用 std::unique_ptr，因为当您的 class 被销毁时，它会正确删除拥有的对象。

class Abstract
{
    public:
        virtual void Foo() = 0;
};

class Derived : public Abstract
{
    public:
        virtual void Foo() override {}
};

class MyClass
{
    public:
        MyClass();
    private:
        std::unique_ptr<Abstract> myObject;
};

MyClass::MyClass() : myObject(std::make_unique<Derived>())
{
}

Answer 2

将对象传递给函数实际上有五种不同的可能性：

//Function declarations
void passByValue(Derived o);    //Not possible with an abstract class.
void passByReference(Abstract& o);
void passByConstReference(const Abstract& o);
void passByPointer(Abstract* o);
void passByConstPointer(const Abstract* o);

//Function calls
Derived o;
passByValue(o);
passByReference(o);      //May change o!
passByConstReference(o);
passByPointer(&o);       //May change o.
passByConstPointer(&o);

因为从passByReference(o)的调用中看不到调用可能会修改变量o，所以我从不使用按引用传递。我总是使用 pass-by-const-reference 或 pass-by-pointer。

然而，如今许多 C++ 程序员普遍厌恶使用指针，因为他们不能很好地使用像 std::unique_ptr<> 和 std::shared_ptr<> 这样的智能指针。如果你用这些智能指针管理你的对象，你必须总是传递智能指针而不是一个裸体的 pointer/reference，通常通过 const-reference:

void passBySmartPointer(const std::shared_ptr<Abstract>& o);
void passConstBySmartPointer(const std::shared_ptr<const Abstract>& o);

使用这种方法，您永远不会在代码中看到裸指针...

(之所以需要传智能指针，是因为智能指针的链条一定不能断：如果你把一个智能指针转成裸指针，再转回智能指针，第二个智能指针指针不知道第一个，你会遇到麻烦。还有其他方法可以避免这种情况，但这超出了这个答案的范围。）

为什么以及何时通过指针在 C++ 中传递 class 类型？

Why and when to pass class types in C++ by pointer?

c++

oop

pointers

class