多态C++引用

Question

我想知道如何使用引用(而不是指针)实现的多态性。

要澄清，请参阅以下最小示例：

class A;

class B {
  public:
    A& a; ///////////////// <- #1
    B();
    void doStuff();
};

class A {
  public:
    virtual void doSmth() = 0;
};
void B::doStuff() {
  a.doSmth();
}

class A1 : public A {
  public:
    void doSmth() {
    }
};

B::B() : a(
    *        ////////////// <- #2
      (new A1)  /////////// <- #3
     ) {
}

这是编译和工作的，但是这里最重要的一点是，行中的a是一个引用，所以为了能够在形式上使用它(这是一个实际的单词吗？)，如行#3所示，我必须通过取消引用来“将指针转换为引用”。

这让我觉得有点奇怪，我想知道是否有更好的方法(在更清洁的意义上)。就我一个人吗？

基本原理

如果我根本不需要new，那就太好了，但是当声明(!) B时，我不知道如何创建A1 (!)的实例。因为A是一个前向声明不过，在这种情况下，是否真的需要动态内存分配？你会怎么做？

不好意思问了两个小问题。

编辑

注意：B是巨大的(我不能用它创建一个模板类)，当程序结束时，a就会超出范围-- a很小，并且使两个大模块相互交谈，只要B存在(只有一个)，就需要它。

编辑2

我刚刚意识到，由于A和B实际上都是单例，所以我可以简单地在B的编译单元中创建A1的static实例，从而避免动态内存分配(即使有两个B，它们也可以很容易地使用相同的A实例)。平心而论，我并没有把这个作为答案，而是会接受促使我想出这个解决方案的答案。

Answer 1

没什么奇怪的。多态对指针和引用都有效：

struct Base { };
struct Derived : Base;

void foo(Base &);

int main() {
  Derived x;
  foo(x);    // fine
}

您将这与另一个问题混为一谈，即创建对动态对象的引用：

T * pt = new T;
T & rt = *pt;

T & x = *new T;  // same effect

请注意，只通过引用跟踪动态对象通常是非常糟糕的样式，因为删除它的唯一方法是通过delete &x;，而且很难看出x需要清理。

您的设计有两个直接的替代方案: 1)使a成为B中的一个成员对象，或者2)使a成为shared_ptr<A>或unique_ptr<A>，并将初始化器更改为a(new A1)。这完全取决于您是否实际需要多态行为，即如果您有其他的B构造函数，这些构造函数将一个不同的派生类分配给a，而不是A1。

Answer 2

，在这种情况下，是否真的需要动态内存分配？

不是的。只需先定义A1，然后使它成为B的正常成员。

多态对于引用和指针都很好。

Answer 3

这实在是有点奇怪。如果您想要一个A1类型的成员变量(而不是一个引用)，为什么不重新排列您的代码，使A1的定义出现在B的定义之前？