c++ - 当引用指向父类的指针时，对象丢失其成员的数据

Question

此程序的输出缺少 name 和 Some string 的预期值。

Name: , Age: 4, Some string:

Name: , Age: 3, Some string:

如果我为 Source.cpp 中的 myVector 的每个项目动态分配内存，那么一切正常。我只是想知道为什么会这样，我犯了什么错误。

值得注意的是我使用的是 Visual Studio 2015 C++ 编译器。

Parent.h

#pragma once

#include <string>

class Parent
{
public:
    explicit Parent(std::string name, int age)
        : m_name(name), m_age(age) {};

    virtual const std::string toString() const
    {
        return "Name: " + m_name + ", Age: " + std::to_string(m_age);
    }

private:
    std::string m_name;
    int m_age;
};

Child.h

#pragma once

#include "Parent.h"

class Child : public Parent
{
public:
    explicit Child(std::string name, int age, std::string someString)
        : Parent(name, age), m_someString(someString) {};

    virtual const std::string toString() const
    {
        return Parent::toString() + ", Some string: " + m_someString;
    }
private:
    std::string m_someString;
};

源.cpp

#include <vector>
#include <iostream>

#include "Parent.h"
#include "Child.h"

int main()
{
    std::vector<Parent*> myVector;

    myVector.push_back(&Child("Foo", 4, "Test"));
    myVector.push_back(&Child("Bar", 3, "Test"));

    for (auto p : myVector)
    {
        std::cout << p->toString() << std::endl;
    }

    return 0;
}

Answer 1

当你写作时

myVector.push_back(&Child("Foo", 4, "Test"));

您创建一个 Child 类型的临时对象并将其指针保存在 vector 中。

但它是一个临时对象，当 push_back() 结束时会立即销毁；所以存储在 vector 中的指针的值指向一个空闲的内存区域，并且可能被回收。

当你使用这个指针时

std::cout << p->toString() << std::endl;

行为未定义。

当您分配对象的内存时是不同的，因为对象不会在 push_back() 调用后立即销毁，并且当您调用 toString()< 时对象仍然可用 [但记得在最后调用 delete，或者(更好)使用智能指针]。

-- 编辑 --

你要求

care to add how smart pointers fit in this problem

所以我展示了一个使用 std::unique_ptr 的简单示例。

请注意，您必须使用 emplace_back() 而不是 push_back()；这是因为它不是 std::unique_ptr 的复制构造函数(出于明显的原因)[无论如何，我建议尽可能使用 emplace_back()，而不是 push_back()].

#include <vector>
#include <memory>
#include <iostream>

struct foo
 { std::string str; };

int main ()
 {
   std::vector<std::unique_ptr<foo>> myV;

   myV.emplace_back(new foo{"one"});
   myV.emplace_back(new foo{"two"});

   for ( auto const & p : myV )
      std::cout << p->str << std::endl;

   return 0;
 }

-- 编辑 2 --

正如 Daniel Schepler 所指出的(谢谢!)，使用

在 std::vector 中添加值

myV.emplace_back(new foo{"one"});

如果 myV 中的新元素导致对 vector 的内部内存进行新分配并且此分配失败，则可能会产生内存泄漏。

这种情况不太可能发生，但有可能发生，所以我认为最好避免风险(偏执狂是一种 Assets )。

解决这个问题的方法是在emplace_back()之前调用reserve()，这样就不需要在new<之后重新分配内存了

myV.reserve(2U); // or more
myV.emplace_back(new foo{"one"});
myV.emplace_back(new foo{"two"});

但是，为了解决这类问题，C++14引入了std::make_unique，所以在C++14中可以一起使用push_back() (但是这个例子需要一个 foo(std::string const &) 结构 foo)

的构造函数

myV.push_back(std::make_unique<foo>("one"));
myV.push_back(std::make_unique<foo>("two"));

另一种方法，也适用于 C++11，是在 myV 中移动一个临时的 std::unique_ptr

myV.push_back(std::unique_ptr<foo>{ new foo{"one"} });
myV.push_back(std::unique_ptr<foo>{ new foo{"two"} });

因此可以调用 std::unique_ptr 的移动构造函数，并且在重新分配 vector 失败的情况下，临时 std::unique_ptr 的析构函数释放分配内存。