放置在容器中时的 C++ 子类型退化

Question

我目前正在学习 C++ 类(class)，我有 Java 背景。

我们现在已经到了讨论继承的地步。这周的类(class)并没有真正解释完成每周作业需要什么，让我在尝试解决这些问题时有些不知所措。

虽然我会抽出时间亲自去问我的导师，但这意味着要等到下周，把我抛在脑后。

请允许我演示我想做什么:

class base
{
   int field1;

   base(int _field): 
   field1(_field){}
};

class subclass : public base
{
   int field2;

   public:
   subclass(int _field2):
      base(_field1),field2(_field2){}


   string to_string()
   {
       return "I am a subtype!!";
   }
};

int main()
{
    vector<base> x;
    x.push_back(subclass(123,456));
    cout<<x[0].to_string[]<<end; //error!!
}

令我惊讶的是，这段代码无法运行，甚至无法编译。容器 x 会将其中的对象转换为基类型，这意味着我不得不将曾经是子类型的东西视为基类型，这意味着子类型变量和函数无法访问。

我想做的是将容器中的对象视为子类型，IE 对其进行类型测试(本身是一件很重要的事情)，然后根据对象的类型做不同的事情。

这在 Java 中是微不足道的。在那里我可以简单地填充，比如说，一个带有子类型的类型基数组，然后对其中的对象做任何我想做的事情。

我假设我在 Java 中所做的，在 C++ 中应该是可能的，能够将子类型放入某种容器中，然后将它们视为子类型应该是可能的。很明显，我在这里误解了一些基本的东西，这个问题对我来说是完全没有预料到的。

值得一提的是，我对 vector 和简单数组都进行了尝试。出现了完全相同的模式，数组的类型决定了我如何访问对象，即我不能调用 to_string()。

总结一下:我想知道如何在容器中包含子类型，而不用让我的容器将内部对象转换为容器的类型。

Answer 1

This was trivial in Java. There I could simply fill, say, an array of type base with subtypes and then go about doing whatever I wanted with the objects within.

Java 和 C++ 中的对象之间的主要区别在于，所有 Java 对象都是通过引用(有点类似于 C++ 智能指针)访问的，而在 C++ 中，您可以选择直接访问对象。对于非多态对象，这可以很好地工作并节省大量内存和一些 CPU 周期，但是一旦由于 object slicing 继承进入阶段，它就会崩溃。

这是一个将 10 磅的东西放入一个 5 磅的袋子中的问题:vector<base> 分配了足够的空间来容纳 N 类型的 base 项，因此当您尝试将 subclass 放入同一空间时，编译器会告诉您它是不适合。

要解决此问题，请模拟 Java 的操作，即使用智能指针:

vector<unique_ptr<base> > x;
unique_ptr<base> item(new subclass(123,456));
x.push_back(std::move(item));

Demo.

注意:您的代码中有几个问题需要解决，才能使这项工作正常进行。首先，向 to_string 添加一个公共(public) base 成员函数。然后，将通过点 to_string 运算符调用 . 替换为通过箭头 -> 运算符调用。最后，修正一些拼写错误 - to_string 调用中的方括号，以及 l 中缺少的 endl。