(C++) 如何为具有唯一指针作为数据成员的 class 编写克隆方法？

Question

我有以下设置：

class Base {
private:
// data members
public:
// methods
// pure virtual methods
virtual Base* clone() const =0;
}

class Derived : public Base{
private:
// more data members
public:
// more methods
// pure virtual methods overridden
Derived* clone() const override{
return new Derived(*this);
}

我现在想介绍一个新的派生 class，在装饰器模式的上下文中，它有一个指向 Base class 对象作为数据成员的唯一指针。我的问题是如何正确实现 clone() 方法，因为“标准”实现会导致编译时错误，因为无法复制唯一指针：

class DecoratedDerived : public Base{
private:
unique_ptr<Base> ptr;
// more data members
public:
// more methods
// pure virtual methods overridden
DecoratedDerived* clone() const override{
return new DecoratedDerived(*this); // compiler error
}

一个解决方案是在克隆方法中构造一个新的 DecoratedDerived class 对象（通过显式深度复制与当前对象关联的所有成员），然后将指针传递给它。但是，如果 class 有很多其他成员，这将非常耗时。

我还应该说我只使用了一个唯一指针，因为这似乎是现代 C++ 中使用的标准智能指针。特别是在我使用 C+11 之前，我刚刚设计了我自己的智能指针，它负责所有的内存管理等，因此对于那种类型的智能指针，装饰 [=23= 中的克隆方法不会有问题].

在此先感谢您的帮助！

Answer 1

这是可能的实现，当新的 DecoratedDerived 被构造时，成员项目也被克隆：

class Base {
   public:
    virtual std::unique_ptr<Base> clone() const = 0;
};

class Empty : public Base {
   public:
    std::unique_ptr<Base> clone() const override {
        return std::make_unique<Empty>();
    }
};

class DecoratedDerived : public Base {
   private:
    std::unique_ptr<Base> ptr;

   public:
    DecoratedDerived() : ptr{std::make_unique<Empty>()} {}

    DecoratedDerived(std::unique_ptr<Base> wrap) : ptr{std::move(wrap)} {}

    std::unique_ptr<Base> clone() const override {
        return std::make_unique<DecoratedDerived>(ptr->clone());
    }
};

https://godbolt.org/z/sG3zTehb1

Empty class 是避免检查 nullptr.

的好方法

另请注意，因为您正在使用 unique_ptr 我已经在其他地方介绍了它们，当它看起来合乎逻辑时。

Answer 2

只需向 DecoratedDerived 添加一个复制构造函数，即 clone() 的数据成员，例如：

class DecoratedDerived : public Base {
private:
    unique_ptr<Base> ptr;
    // ...
public:
    DecoratedDerived(const DecoratedDerived &src)
        : Base(src), ptr(src.ptr ? src.ptr->clone() : nullptr)
    {
    }

    // ...

    DecoratedDerived* clone() const override{
        return new DecoratedDerived(*this);
    }
};

Online Demo

(C++) 如何为具有唯一指针作为数据成员的 class 编写克隆方法？

(C++) How to write a clone method for a class which has a unique pointer as a data member?

c++

pointers

decorator

clone

smart-pointers