Wie kann Object Slicing beim Arbeiten mit Vektoren von Vererbungshierarchien in C vermieden werden?

Vektoren und Polymorphismus in C: Object Slicing enträtselt

Beim Umgang mit Vektoren von Vererbungshierarchien in C kann man auf subtile Feinheiten stoßen, die das können beabsichtigtes Verhalten behindern. Betrachten Sie das folgende Beispiel:

<code class="cpp">class Instruction
{
public:
    virtual void execute() {  }
};

class Add: public Instruction
{
private:
    int a;
    int b;
    int c;
public:
    Add(int x, int y, int z) {a=x;b=y;c=z;}
    void execute() { a = b + c;  }
};</code>

Stellen Sie sich nun vor, ein Add-Objekt in einem Vektor von Basisklassenzeigern zu speichern:

<code class="cpp">void some_method()
{
    vector<Instruction*> v;
    Instruction* i = new Add(1,2,3)
    v.push_back(i);
}</code>

Später versuchen wir in einer separaten Methode, das aufzurufen Ausführungsfunktion für das letzte Element des Vektors:

<code class="cpp">void some_other_method()
{
    Instruction ins = v.back();
    ins.execute();
}</code>

Ein häufiges Missverständnis ist, dass sich die Ausführungsfunktion so verhält, als ob sie für ein Add-Objekt aufgerufen würde. Dies ist jedoch nicht der Fall.

Das Problem ergibt sich aus der Art und Weise, wie Vektoren Werte speichern: Sie speichern Kopien von Objekten, keine Referenzen. Wenn das Add-Objekt in den Vektor verschoben wird, wird es daher kopiert, was zu einem Objekt vom Typ „Instruction“ führt und die Add-spezifischen Daten und Methoden verliert. Dies wird als Objekt-Slicing bezeichnet.

Um Objekt-Slicing zu vermeiden, müssen wir unseren Vektor so ändern, dass er Referenzen anstelle von Kopien enthält:

<code class="cpp">vector<Instruction*> ins</code>

Alternativ können wir std::reference_wrapper verwenden:

<code class="cpp">vector< std::reference_wrapper<Instruction> > ins</code>

Durch die Verwendung von Referenzen behalten wir den ursprünglichen Typ des Objekts innerhalb des Vektors bei und ermöglichen so das erwartete polymorphe Verhalten.

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