容器通常只能包含一種類型的對象，所以很難在容器中存儲對象本身。存儲指向對象的指針，雖然允許通過繼承來處理類型不同的問題（?多態性?），但是也增加了內存分配的額外負擔。所以我們通過定義名為?代理?的對象來解決該問題?。代理?運行起來和它所代表的對象基本相同，但是允許將整個派生層次壓縮在一個對象類型中。

假設有一個表示不同種類的交通工具的類派生層次：

class Vehicle { public:virtual double weight() const = 0;virtual void start() = 0;//... };class RoadVehicle:public Vehicle{/*...*/}; class AutoVehicle:public Vehicle{/*...*/}; class Aircraft:public Vehicle{/*...*/}; class Helicopter:public Vehicle{/*...*/};

可見Vehicle是一個抽象基類，有兩個純虛函數表示一些共有屬性。下面請看下面這句話為什么不能達到預期的效果：

Vehicle parking_lot[1000];

表面上看是由于Vehicle是一個抽象基類，因此，只有從類Vehicle派生出來的類才能實例化，類Vehicle本身不會有對象，自然也就不會有對象數組了。

???????但是，假設我們剔除了類Vehicle中的所有純虛函數，使其對象存在，那又會出現什么樣的情況呢？看下面的語句：

Automobile x=/*...*/;

parking_lot[num_vehicles++] = x;

把x賦給parking_lot的元素，會把x轉換成一個Vehicle對象，同時會丟失所有在Vehicle類中沒有的成員。該賦值語句還會把這個被剪裁了的對象復制到parking_lot數組中去。這樣，我們只能說parking_lot是Vehicle的集合，而不是所有繼承自Vehicle的對象的集合。

經典解決方案------提供一個間接層

最早的合適的間接層形式就是存儲指針，而不是對象本身：

Vehicle* parking_lot[1000];

然后，就有

Automobile x = /*...*/;

parking_lot[num_vehicles++] = &x;

這種方法解決了迫切的問題，但是也帶來了兩個新問題。

①我們存儲在parking_lot中的是指向x的指針，在上例中是一個局部變量。這樣，一旦變量x沒有了【作用域】，parking_lot就不知道指向什么東西了。

我們可以這么變通一下，放入parking_lot中的值，不是指向原對象的指針，而是指向它們的副本的指針。當我們釋放parking_lot時，也釋放其中所指向的全部對象。

②上述修改雖然不用存儲指向本地對象的指針，但是它也帶來了動態內存管理的負擔。另外，只有當我們知道要放到parking_lot中的對象的靜態類型后，這種方法才起作用。不知道又會怎樣呢？看下面的：

if(p != q)

{

?? delete parking_lot[p];

???parking_lot[p] = parking_lot[q];

}

這樣的話，parking_lot[p]和parking_lot[q]將指向相同的對象，這不是我們想要的。在看下面的行不行：

if(p != q)

{

?? delete parking_lot[p];

???parking_lot[p] = new Vehicle(*parking_lot[q]);

}

這樣我們又回到了前面的問題：沒有Vehicle類型的對象，即使有，也不是我們想要的（是經過剪裁后的對象）。

如何復制編譯時類型未知的對象-------虛復制函數

我們在上面的Vehicle類中加入一個合適的純虛函數：

class Vehicle?
{?
public:?
virtual double weight() const = 0;?
virtual void start() = 0;

virtual Vehicle* copy() const = 0;?
?//...?
};

接下來，在每個派生自Vehicle的類中添加一個新的成員函數copy。指導思想就是，如果vp指向某個繼承自Vehicle的不確定類的對象，那么vp->copy()會獲得一個指針，該指針指向該對象的一個新建的副本。例如：如果Truck繼承自（間接或直接）類Vehicle，則它的copy函數就類似于：

Vehicle* Truck::copy() const

{

??? return new Truck(*this);

}

當然，處理完一個對象后，需要清除該對象。要做到這一點，就必須確保類Vehicle有一個虛析構函數：

class Vehicle?
{?
public:?
virtual double weight() const = 0;?
virtual void start() = 0;

virtual Vehicle* copy() const = 0;

virtual ~Vehicle(){}?
?//...?
};?
有了上面的分析，下面我們就來定義代理類：

class VehicleSurrogate { public: VehicleSurrogate(); VehicleSurrogate(const Vehicle&); ~VehicleSurrogate(); VehicleSurrogate(const VehicleSurrogate&); VehicleSurrogate& operator = (const VehicleSurrogate&); private: Vehicle* vp; };

上述代理類有一個以const Vehicle&為參數的構造函數，這樣就能為任意繼承自Vehicle的類的對象創建代理了?（多態性，因為這里是引用參數）?。同時，代理類還有一個缺省構造函數，所以我們能夠創建VehicleSurrogate對象的數組。

然而，?缺省構造函數也給我們帶來了問題：如果Vehicle是個抽象基類，我們應該如何規定VehicleSurrogate的缺省操作呢？它所指向的對象的類型是什么呢？不可能是Vehicle，因為根本就沒有Vehicle對象。為了得到一個更好的方法，我們要引入行為類似于零指針的空代理的概念。能夠創建、銷毀和復制這樣的代理，但是進行其他的操作就視為出錯。

下面看各個函數的定義：

VehicleSurrogate::VehicleSurrogate():vp(0){}

VehicleSurrogate::VehicleSurrogate(const Vehicle& v):vp(v.copy()){}//非零的檢測室必要的，空代理

VehicleSurrogate::~VehicleSurrogate()

{

????? delete vp;//C++標準里面對一個空指針運用delete也是沒有問題的

}?
VehicleSurrogate::VehicleSurrogate(const VehicleSurrogate& v):vp(v.vp?v.vp->copy():0){}

VehicleSurrogate& VehicleSurrogate::operator=(const VehicleSurrogate& v)

{

??? if(this!=&v)//對賦值操作符進行檢測，確保沒有將代理賦值給它自身

??? {

????? delete vp;

????? vp=(v.vp?v.vp->copy():0);//非零的檢測是必要的，空代理

??? }

??? return *this;

}

下面就很容易定義我們的數組了：

VehicleSurrogate parking_lot[1000];

Automobile x;

parking_lot[num_vehicles++] = x;

最后一條語句就等價于

parking_lot[num_vehicles++] = VehicleSurrogate(x);

這個語句創建了一個關于對象x的副本，并將VehicleSurrogate對象綁定到該副本，然后將這個對象賦值給parking_lot的一個元素。當最后銷毀parking_lot數組時，所有這些副本也將被清除。?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++代理 Surrogate的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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