Wie kann ich polymorphe Objekte in C effektiv tief kopieren?

Polymorphe Objekte in C kopieren

Bei der Arbeit mit polymorphen Objekten ist oft die Erstellung einer tiefen Kopie des Objekts erforderlich. Die herkömmlichen Methoden zur Verwendung von Kopierkonstruktoren und zum Überladen von „operator=“ sind jedoch möglicherweise nicht geeignet, wenn der spezifische abgeleitete Klassentyp zur Kompilierungszeit unbekannt ist.

Der Ansatz der Klonmethode

Ein gängiger Ansatz besteht darin, eine virtuelle Clone-Methode in der Basisklasse zu implementieren. Jede abgeleitete Klasse implementiert dann ihre eigene Version von Clone, die eine neue Instanz der spezifischen abgeleiteten Klasse erstellt und die Datenelemente kopiert.

Beispiel:

class Base {
public:
  virtual Base* Clone() = 0;
};

class Derivedn : public Base {
public:
  Derivedn* Clone() {
    Derivedn* ret = new Derivedn;
    copy all the data members
    return ret;
  }
};

Kovariante Rückgabetypen

Es gibt jedoch eine idiomatischere C-Methode, um damit umzugehen: kovariante Rückgabe Typen. Dadurch können abgeleitete Klassen einen Zeiger auf ihren eigenen Typ von der Clone-Methode zurückgeben.

Überarbeitetes Beispiel:

class Base {
public:
  virtual Base* Clone() = 0;
};

class Derivedn : public Base {
public:
  // Covariant return type, returns Derivedn*
  Derivedn* Clone() {
    return new Derivedn(*this);
  }
private:
  Derivedn(const Derivedn&); // Copy constructor (possibly implicit or private)
};

Durch die Verwendung kovarianter Rückgabetypen kann der Kopierkonstruktor wird implizit verwendet, um die neue Instanz der abgeleiteten Klasse zu erstellen. Dies vereinfacht die Implementierung und vermeidet die Notwendigkeit eines expliziten Kopierens von Mitgliedern.

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