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为什么在 C 中通过基指针删除派生数组是未定义的行为?

Barbara Streisand
Barbara Streisand原创
2024-10-31 16:54:02473浏览

Why is Deleting a Derived Array via a Base Pointer Undefined Behavior in C  ?

为什么存在未定义行为:通过基指针删除派生数组

C 03 标准指定通过基指针删除派生对象数组是未定义的行为。这是由于要删除的对象的静态类型和动态类型之间的差异造成的。

静态类型与动态类型

指针的静态类型是代码中声明的类型,而动态类型是指向对象的实际类型。示例代码中:

<code class="cpp">struct B { virtual ~B() {} };
struct D : B {};

B* p = new D[20];</code>

p 的静态类型为 B*,而 *p 的动态类型为 D。

未定义行为

标准规定,在第二种选择(删除数组)中,如果动态类型与静态类型不同,则行为未定义。这是因为 p 不指向 D 元素数组的开头。它指向第一个元素的 B 子对象。因此,用delete[]p删除它;无效。

实现注意事项

在实现中强制执行此规则需要编译器确定数组的动态类型,然后将 p 动态转换为该类型删除之前。但是,在不使用多态性的情况下,这会带来不必要的开销。

多态数组

如果您需要具有多态行为的数组,可以创建您的数组使用 C 的现有设施自己实现。例如,您可以创建一个类模板来包装指向派生对象的指针数组:

<code class="cpp">template <typename T>
class PolymorphicArray {
public:
    PolymorphicArray(size_t size) : _size(size), _data(new T*[_size]) {}
    ~PolymorphicArray() { delete[] _data; }
    T*& operator[](size_t index) { return _data[index]; }

private:
    size_t _size;
    T** _data;
};</code>

此类允许您在派生对象数组上使用多态行为,而不会违反标准。

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