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我有个问题。我需要克隆包含指针的对象类。问题的一个示例在以下代码中：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <vector>

class CPoint
{
protected:
    int m_x;
    int m_y;

    int *m_p;

public:
    CPoint();
    CPoint(int x, int y);
    ~CPoint();

    CPoint*         clone();
    static CPoint*  clone(CPoint& p);

    int getX();
    int getY();
    void setX(int x);
    void setY(int y);

    void toString();
};

int CPoint::getX()
{
    return m_x;
}

int CPoint::getY()
{
    return m_y;
}

void CPoint::setX( int x )
{
    m_x = x;
}

void CPoint::setY( int y )
{
    m_y = y;
}

void CPoint::toString()
{
    std::cout << "(" << m_x << ", " << m_y<< ", " << *m_p << ")" << std::endl;
}

CPoint::CPoint( int x, int y )
{
    m_x = x;
    m_y = y;    

    m_p = new int();
    *m_p = x + y;
}

CPoint::CPoint()
{
    m_p = new int();
    *m_p = 1000;
}

CPoint* CPoint::clone()
{
    CPoint *p = new CPoint();
    *p = *this;
    return p;
}

CPoint* CPoint::clone( CPoint& p )
{
    CPoint *q = new CPoint();
    *q = p;
    return q;
}

CPoint::~CPoint()
{
    if (m_p) {
        delete m_p;
        m_p = NULL;
    }
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CPoint *p1 = new CPoint(10, 20);
    CPoint *p2 = new CPoint(30, 40);

    p1->toString();
    p2->toString();

    CPoint *p3;
    p3 = CPoint::clone(*p1);

    p3->toString();

    CPoint *p4;
    p4 = p2->clone();

    p4->toString();

    p1->setX(50);
    p1->setY(60);
    p2->setX(80);
    p2->setY(90);

    p3->toString();
    p4->toString();

    delete p1;
    delete p2;
    delete p3;
    delete p4;

    int a;
    std::cin >> a;

    return 0;
}

我对变量的问题m_p。当 clone objects p1and p2on p3andp4时，内存地址p1andp3不同但m_p地址相同。显然，当 remove 时p1，p3删除失败。与p2和p4是一样的。

如何克隆 CPoint 类对象？

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6 回答 6

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您似乎正在将其他一些类似 Java 的语言的规则应用于 C++。
这是一个根本问题，从长远来看会导致各种问题。

你需要学习 C++ 的习语。

在 C++ 中，您想使用 C++ 字符串 (std::string) 而不是 C-String 接口。

#include <string.h>   // C-Interface

// What you really want
#include <string>     // C++ Interface

如果你的类包含一个指针，那么你可能做错了什么。RAW 指针应包装在智能指针（或容器）中，以正确控制其寿命。如果您将指针放入业务类，则您正在破坏关注点分离原则。

class CPoint
{
    protected:
        int m_x;
        int m_y;

        int *m_p;  // What is it supposed to be?
                   // Who owns it?

由于您的班级有一个指针，因此违反了三规则。
如果您想管理此类中的指针（而您不想（破坏关注点分离）），那么您应该已经实现了三规则（C++ 11 中的五规则）（查找）。如果您想了解如何处理 RAW 指针，请看这里https://stackoverflow.com/a/1846409/14065

不需要克隆方法。这就是复制构造函数的用途。您不是在编写需要克隆的类（否则它会有一个虚拟的析构函数）。您的类不是多态的，不会派生自。因此，复制构造函数将完美地工作。

CPoint*         clone();
static CPoint*  clone(CPoint& p);

// Copy constructor looks like this:
CPoint(CPoint const& rjs)

// Assignment operator looks like this:
CPoint& operator=(CPoint& rhs)

但是，如果将 RAW 指针正确包装在适当的类中，则不需要这样做。编译器生成的这些方法的默认版本可以正常工作。

完全破坏封装的好方法。

int getX();
int getY();
void setX(int x);
void setY(int y);

串起来！船尾。你真正想要的是一种序列化方法。

void toString();

// serializer look like this:

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, CPoint const& data)
{
     // Convert CPoint (data) to the stream.
     return stream;
}

在 C++ 中，除非需要，否则我们不会动态创建对象。
在这里你不需要。创建本地对象效果更好，因为即使存在异常也可以保证它们的生命周期。

// Rather than dynamically creating them
CPoint *p1 = new CPoint(10, 20);
CPoint *p2 = new CPoint(30, 40);

// Just declare two local variables:
CPoint  p1 = CPoint(10, 20);
CPoint  p2(30, 40);           // Alternative to the above but means the same.

// Much better to use operator<<
// Also shows the functions are badly named. You are not converting to string.
// but rather printing them to a stream.
p1->toString();
p2->toString();

std::cout << p1;
myFileStream << p2;  // allows you to easily specify the actual stream.

复制构造函数在复制对象时效果更好

CPoint *p3;
p3 = CPoint::clone(*p1);

// If we were still using pointers. 
CPoint* p3 = new CPoint(p1);

// But much nicer to not even use pointers
CPoint  p3(p1);

如果您在函数中看到手动调用删除，这通常是设计错误。

delete p1;
delete p2;
delete p3;
delete p4;

如果您有指针将它们包装在智能指针（或容器）中，例如类，则它们可以安全使用。这是因为对于本地对象，保证会调用析构函数，因此当指针超出范围时，您的对象将正确删除指针。目前，此代码不是异常安全的，如果异常传播通过它们，则会泄漏。

小提示： main() 是特殊的。如果您不指定返回值，编译器return 0;会为您创建。如果您的应用程序没有错误状态，最好使用此功能作为向其他开发人员表明您的代码将始终干净退出的标志。

return 0;

我会这样重写：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class CPoint
{
protected:
    int m_x;
    int m_y;

    std::vector<int> m_p;

public:
    // If you don't explicitly initialize m_x and m_y them
    // they will have indeterminate (random) values.
    CPoint()             : m_x(0), m_y(0) {m_p.push_back(1000);}
    CPoint(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {m_p.push_back(x + y);}

    int getX()        { return m_x;}
    int getY()        { return m_y;}
    void setX(int x)  { m_x = x;}
    void setY(int y)  { m_y = y;}

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, CPoint const& d)
    {
        return stream << "(" << d.m_x << ", " << d.m_y<< ", " << d.m_p[0] << ")" << std::endl;
    }
};




int main(int argc, char* argv[])
{
    CPoint p1(10, 20);
    CPoint p2(30, 40);

    std::cout << p1 << p2;

    CPoint p3(p1);

    std::cout << p3;

    CPoint p4(p2);
    std::cout << p4;

    p1.setX(50);
    p1.setY(60);
    p2.setX(80);
    p2.setY(90);

    std::cout << p1 << p2 << p3 << p4;
    int a;
    std::cin >> a;
}
于 2012-10-17T14:17:20.523 回答
1

除了浅拷贝直接数据成员m_x和m_y，您还需要深拷贝指针成员m_p。由于您尚未显示此类的构造函数或m_p真正指向的内容，因此我将假设它m_p指向int. 深度复制需要：

  1. 实例化一个int与原始数组大小相同（或更大）的新数组
  2. 将原始数组中的每个元素复制到新数组中
  3. 在克隆对象中设置m_p指向这个新数组的第一个元素

如何做到这一点的一个例子：

CPoint* CPoint::clone(CPoint& rhs)
{
  CPoint* ret = new CPoint;
  ret->m_x = rhs.m_x;
  ret->m_y = rhs.m_y;

  size_t m_p_count = /* somehow determine the size of rhs.m_p */;
  ret->m_p = new int[m_p_count];
  std::copy(&rhs.m_p[0], &rhs.m_p[m_p_count], ret->m_p);

  return ret;
}

关于您的代码的一些注意事项：

  1. 最好使用 avector<int>而不是指向int.
  2. 除了＃1，您应该使用智能指针而不是原始指针
  3. 我在上面的代码中看不到任何确定数组大小的方法。如果您使用vector<int>--just call ，这将很容易vecctor<int>::size()。显然，您需要知道数组的大小才能复制它。
  4. clone()类型函数通常仅在通过基类指针复制多态对象时才有用。由于您的课程以及您对它的使用不属于这一类，因此clone()函数首先不是正确的方法。考虑使用复制构造函数和复制赋值运算符，不要忘记也实现析构函数。更好的是，完全避免所有这些东西并遵循零规则。
于 2012-10-17T11:27:29.740 回答
1

在这个例子中是一个整数，但可以是任何类型。我的问题是克隆一个包含指向另一种类型的指针的对象。

我相信这里基本上有两种情况：您希望包含对象拥有指向的对象；或者您不希望包含对象拥有指向的对象。

让我们从非拥有开始。C++ 提供什么工具来表示非拥有指针？好吧，常规指针是非拥有的。以及如何复制常规指针？你什么都不做。您让编译器处理它，生成您可以随意使用的正确复制构造函数（当您使用它时，让编译器也生成一个析构函数）。

那么拥有呢？拥有指针的工具是什么？好吧，在大多数情况下，您甚至不需要指针：只需直接存储一个值，然后再次让编译器生成正确的复制构造函数（以及析构函数！）。在提供的示例int m_p;中会很好地工作。

当涉及多态基类时，这种情况有一个烦恼：复制可能会导致切片。C++ 是否为这种情况提供了工具？可悲的是，它没有。你必须手写。但请帮自己一个忙，不要将这些问题与课堂上的其他人混为一谈（单一职责原则）。

编写一个拥有单个指针的可重用类（加分项：使其成为模板），在销毁时清理它，并在复制构造函数中执行多态复制（常见的习惯用法涉及虚拟克隆函数）。然后将那个可重用类的值放在你的CPoint和......你猜对了！让编译器生成正确的复制构造函数。

于 2012-10-17T13:52:06.137 回答
0

您必须问自己：您的对象的每个实例是否“拥有”它所指向的对象，或者它们是否都引用了由其他东西拥有的公共对象？

当您拥有所有权案例时，每个实例都必须指向一个单独的副本。这意味着您不必复制指针，您必须创建它指向的对象的克隆并将这个新对象分配给副本的指针。

于 2012-10-17T11:19:59.607 回答
0

您必须为其中的所有指针重新分配内存CPoint并将其数据复制到新内存中。在您的情况下，您必须执行以下操作：

CPoint clone()
{
   CPoint p;
   p = *this;
   p.m_p = new int();
   *p.m_p = *m_p;
   return p;
}
于 2012-10-17T11:20:06.897 回答
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假设 m_p 只指向一个整数（而不是整个数组），克隆可以这样完成：

CPoint* CPoint::clone()
{
    CPoint* cloned = new CPoint(m_x, m_y);
    if (m_p)
    {
        cloned->m_p = new int;
        *cloned->m_p = *m_p;
    }
    return cloned;
}

请注意，这样的成员指针的唯一目的是增加具有 NULL 值的额外可能性 - 这可能具有单独的含义。

另请注意，必须执行以下操作以避免内存泄漏和堆损坏：

  • 复制构造函数和赋值运算符必须“禁用”（声明为私有）
  • 析构函数必须删除 m_p。
于 2012-10-17T11:21:00.877 回答