Clone 函数

短命女 2022-08-06 01:19 95阅读 0赞

### 一般式的 Clone 函数 ###

class Shape
    {
    public:
    	virtual Shape* Clone() const = 0;
    ...
    };
    
    class Line : public Shape
    {
    
    private:
    	virtual Line* Clone() const  // 此处传回的不是 pointer to Shape，这就是 C++ 所谓的“协变式返回型别”
    	{
    		return new Line(*this);
    	}
    };

**协变式返回型别**指的是子类中的成员函数的返回值类型不必严格等同与该函数所方法覆盖的父类中的函数的返回值类型，而可以是更“狭窄”的类型。但协变类型不能兼容于泛型。如使用到智能指针或泛型容器的场合，即如下的程序是不合法的：

class BaseClass {};
    class SubClass: public BaseClass {};
     
    class BaseGenerator {
        virtual std::auto_ptr<BaseClass> generate();
    };
     
    class SubGenerator: public BaseGenerator {
        virtual std::auto_ptr<SubClass> generate();
    };

其原因是为了防止通过协变机制绕过类型机制，使得某个指针指向了一个不兼容类型的对象，如：

class BaseClass {};
    class SubClassA: public BaseClass {};
    class SubClassB: public BaseClass {};
     
    int main(void)
    {
        std::auto_ptr<SubClassA> subp(new SubClassA);
        std::auto_ptr<BaseClass>& basep = subp; // 如果此句可以通过编译
        basep.reset(new SubClassB); // 此句合法. 此时 subp 内的对象实际类型为与 SubClassA 不兼容的 SubClassB
        return 0;
    }

协变机制参考： [http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8F%E5%8F%98%E8%BF%94%E5%9B%9E%E5%80%BC%E7%B1%BB%E5%9E%8B][http_zh.wikipedia.org_wiki_E5_8D_8F_E5_8F_98_E8_BF_94_E5_9B_9E_E5_80_BC_E7_B1_BB_E5_9E_8B]

### 一般式 Clone 函数的缺点 ###

如果忘记在某个 derived class 中实现 Clone() ，编译器不会帮你检测出来，因而造成执行期的奇怪行为（甚至是有害的行为）。例如在任何 Shape derived classes 中都必须“改写 Clone() ”。

class Shape
    {
    public:
    	Shape* Clone() const = 0;
    };
    
    class Line : public Shape
    {
    
    private:
    	virtual Line* Clone() const
    	{
    		return new Line(*this);
    	}
    };
    class DottedLine : public Line
    {
    
    };
    int main()
    {
    	Shape* pDottedLine = new DottedLine;
    	Shape* pDupDottedLine = pDottedLine->Clone(); // 此时，Line::Clone 被调用，传回一个 Line。这是很糟糕的情况！！！
    return 0;
    }

### 解决一般式 Clone 函数缺点 ###

实行一次执行期检验：将 Clone() 声明为 public non-virtual 函数，并在其内部调用一个 private virtual 函数，例如 DoClone() ，然后检查动态型别是否相等。

class Shape
    {
    public:
    	Shape* Clone() const
    	{
    		Shape* pClone = DoClone();
    		
    		// Check for type equivalence
    		// Could be a more sophisticated test than assert
    		assert(typeid(*pClone) == typeid(*this));
    		
    		return pClone;
    	}
    private:
    	virtual Shape* DoClone() const = 0;
    };
    
    class Line : public Shape
    {
    
    private:
    	virtual Shape* DoClone() const // 注：不要把 DoClone 声明为 public 
    	{
    		return new Line(*this);
    	}
    };
    class DottedLine : public Line
    {
    
    };
    
    int main()
    {
    	Shape *pDottedLine = new DottedLine;
    	Shape *pDupShape = pDottedLine->Clone(); // 执行时 assert 会警告！！！ 
    
    	return 0;
    }

[http_zh.wikipedia.org_wiki_E5_8D_8F_E5_8F_98_E8_BF_94_E5_9B_9E_E5_80_BC_E7_B1_BB_E5_9E_8B]: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8F%E5%8F%98%E8%BF%94%E5%9B%9E%E5%80%BC%E7%B1%BB%E5%9E%8B