Question

在C ++中，有没有办法查询对象的类型，然后使用该信息动态创建相同类型的新对象？

例如，假设我有一个简单的3类层次结构：

class Base
class Foo : public Base
class Bar : public Base

现在假设我给你一个类型为Base的对象 - 实际上是Foo类型。有没有办法查询类型并使用该信息以便以后创建Foo类型的新对象？

Answer 1

克隆方法

查询类型的语言没有提供任何内容，并允许您从该信息构造，但您可以通过各种方式为类层次结构提供功能，最简单的方法是使用虚拟方法：

struct Base {
  virtual ~Base();
  virtual std::auto_ptr<Base> clone(/*desired parameters, if any*/) const = 0;
};

这有点不同：克隆当前对象。这通常是您想要的，并允许您将对象保留为模板，然后根据需要进行克隆和修改。

在Tronic上展开，您甚至可以generate clone function。

为什么 auto_ptr ？因此，您可以使用 new 分配对象，使所有权转移显式，并且调用者毫不怀疑 delete 必须解除分配。例如：

Base& obj = *ptr_to_some_derived;
{ // since you can get a raw pointer, you have not committed to anything
  // except that you might have to type ".release()"
  Base* must_free_me = obj.clone().release();
  delete must_free_me;
}
{ // smart pointer types can automatically work with auto_ptr
  // (of course not all do, you can still use release() for them)
  boost::shared_ptr<Base> p1 (obj.clone());
  auto_ptr<Base>          p2 (obj.clone());
  other_smart_ptr<Base>   p3 (obj.clone().release());
}
{ // automatically clean up temporary clones
  // not needed often, but impossible without returning a smart pointer
  obj.clone()->do_something();
}

对象工厂

如果您希望完全按照要求行事并获得可以独立使用的工厂：

struct Factory {}; // give this type an ability to make your objects

struct Base {
  virtual ~Base();
  virtual Factory get_factory() const = 0; // implement in each derived class
    // to return a factory that can make the derived class
    // you may want to use a return type of std::auto_ptr<Factory> too, and
    // then use Factory as a base class
};

与克隆方法一样，可以使用许多相同的逻辑和功能，因为 get_factory 实现了同一角色的一半，并且返回类型（及其含义）是唯一的区别。 / p>

我已经在couple times工厂了。您可以调整我的SimpleFactory class，以便您的工厂对象（由 get_factory 返回）保存对全局工厂的引用以及要传递给创建的参数（例如，类的注册名称 - 考虑如何申请 boost :: function 和 boost :: bind 以使其易于使用。）

Answer 2

通过基类创建对象副本的常用方法是添加克隆方法，该方法本质上是一个多态复制构造函数。这个虚函数通常需要在每个派生类中定义，但是你可以使用Curiously Recurring Template Pattern来避免一些复制和粘贴：

// Base class has a pure virtual function for cloning
class Shape {
public:
    virtual ~Shape() {} // Polymorphic destructor to allow deletion via Shape*
    virtual Shape* clone() const = 0; // Polymorphic copy constructor
};
// This CRTP class implements clone() for Derived
template <typename Derived> class Shape_CRTP: public Shape {
public:
    Shape* clone() const {
        return new Derived(dynamic_cast<Derived const&>(*this));
    }
};
// Every derived class inherits from Shape_CRTP instead of Shape
// Note: clone() needs not to be defined in each
class Square: public Shape_CRTP<Square> {};
class Circle: public Shape_CRTP<Circle> {};
// Now you can clone shapes:
int main() {
    Shape* s = new Square();
    Shape* s2 = s->clone();
    delete s2;
    delete s;
}

请注意，对于在每个派生类中都相同但需要了解派生类型的任何功能，您可以使用相同的CRTP类。除了clone（）之外，还有许多其他用途。双重派遣。

Answer 3

只有一些黑客的方法可以做到这一点。

第一个和最丑陋的恕我直言：

Base * newObjectOfSameType( Base * b )
{
  if( dynamic_cast<Foo*>( b ) ) return new Foo;
  if( dynamic_cast<Bar*>( b ) ) return new Bar;
}

请注意，这仅在您启用了RTTI且Base包含一些虚拟功能时才有效。

第二个更简洁的版本是将纯虚拟克隆功能添加到基类

struct Base { virtual Base* clone() const=0; }
struct Foo : public Base { Foo* clone() const { return new Foo(*this); }
struct Bar : public Base { Bar* clone() const { return new Bar(*this); }

Base * newObjectOfSameType( Base * b )
{
  return b->clone();
}

这个更整洁。

关于这一点的一个很酷/有趣的事情是 Foo::clone会返回Foo*，Bar::clone会返回Bar*。您可能希望这会破坏事物，但是由于C ++的一个称为协变返回类型的特性，一切正常。

不幸的是，协变返回类型对智能指针不起作用，因此使用sharted_ptrs代码看起来就像这样。

struct Base { virtual shared_ptr<Base> clone() const=0; }
struct Foo : public Base { shared_ptr<Base> clone() const { return shared_ptr<Base>(new Foo(*this) ); }
struct Bar : public Base { shared_ptr<Base> clone() const { return shared_ptr<Base>(new Bar(*this)); }

shared_ptr<Base> newObjectOfSameType( shared_ptr<Base> b )
{
  return b->clone();
}

Answer 4

在C ++中，有没有办法查询对象的类型......

是的，请使用typeid()运算符

例如：

// typeid, polymorphic class
 #include <iostream>
 #include <typeinfo>
 #include <exception>
 using namespace std;

 class CBase { virtual void f(){} };
 class CDerived : public CBase {};

 int main () {
   try {
     CBase* a = new CBase;
     CBase* b = new CDerived;
      cout << "a is: " << typeid(a).name() << '\n';
     cout << "b is: " << typeid(b).name() << '\n';
     cout << "*a is: " << typeid(*a).name() << '\n';
     cout << "*b is: " << typeid(*b).name() << '\n';
    } catch (exception& e) { cout << "Exception: " << e.what() << endl; }
    return 0;
  }

<强>输出：

a is: class CBase *
b is: class CBase *
*a is: class CBase
*b is: class CDerived

如果类型typeid求值是一个以取消引用运算符（*）开头的指针，并且该指针具有空值，则typeid会抛出 bad_typeid异常

阅读more.....

Answer 5

您可以使用例如typeid查询对象的动态类型，但我不知道从类型信息直接实例化新对象的方法。

但是，除了上面提到的clone方法，你可以使用工厂：

#include <typeinfo>
#include <iostream>

class Base
{
public:
    virtual void foo() const
    {
        std::cout << "Base object instantiated." << std::endl;
    }
};


class Derived : public Base
{
public:
    virtual void foo() const
    {
        std::cout << "Derived object instantiated." << std::endl;
    }
};


class Factory
{
public:
    static Base* createFrom( const Base* x )
    {
        if ( typeid(*x) == typeid(Base) )
        {
            return new Base;
        }
        else if ( typeid(*x) == typeid(Derived) )
        {
            return new Derived;
        }
        else
        {
            return 0;
        }
    }
};


int main( int argc, char* argv[] )
{
    Base* X = new Derived;
    if ( X != 0 )
    {
        std::cout << "X says: " << std::endl;
        X->foo();
    }

    Base* Y = Factory::createFrom( X );
    if ( Y != 0 )
    {
        std::cout << "Y says: " << std::endl;
        Y->foo();
    }

    return 0;
}

P.S。：此代码示例的基本部分当然是Factory::createFrom方法。（它可能不是最漂亮的C ++代码，因为我的C ++有点生疏。工厂方法可能不应该是静态的，再考虑一下。）

Answer 6

我在项目中使用宏来合成这些方法。我现在正在研究这种方法，所以我可能错了，但这是我在IAllocable.hh代码中对你的问题的回答。请注意，我使用GCC 4.8，但我希望4.7适合。

#define SYNTHESIZE_I_ALLOCABLE \
    public: \
    auto alloc() -> __typeof__(this) { return new (__typeof__(*this))(); } \
    IAllocable * __IAllocable_alloc() { return new (__typeof__(*this))(); } \
    private:


class IAllocable {
public:
    IAllocable * alloc() {
        return __IAllocable_alloc();
    }
protected:
    virtual IAllocable * __IAllocable_alloc() = 0;
};

用法：

class Usage : public virtual IAllocable {

    SYNTHESIZE_I_ALLOCABLE

public:
    void print() {
        printf("Hello, world!\n");
    }
};

int main() {
    {
        Usage *a = new Usage;
        Usage *b = a->alloc();

        b->print();

        delete a;
        delete b;
    }

    {
        IAllocable *a = new Usage;
        Usage *b = dynamic_cast<Usage *>(a->alloc());

        b->print();

        delete a;
        delete b;
    }
 }

希望它有所帮助。

Answer 7

class Base
{
public:
 virtual ~Base() { }
};

class Foo : public Base
{

};

class Bar : public Base
{

};

template<typename T1, typename T2>
T1* fun(T1* obj)
{
 T2* temp = new T2();
 return temp;
}

int main()
{
  Base* b = new Foo();
  fun<Base,Foo>(b);
}

从动态类型信息创建新对象

7 个答案:

克隆方法

对象工厂