为什么会发生切片？

Question

请考虑以下代码：

Base b;
if (something)
    b = DerivedA();
else
    b = DerivedB();

众所周知，在这种情况下，会发生‘切片’：在C++中，我们不能将基类型的变量指定为派生类型的对象；对象将从基类型中未定义的任何对象中“切片”。(如果我们想做这样的事情，我们必须使用指针或引用)。

我想了解这件事的实际原因。也就是说，Base变量不能在不切片的情况下保存Derived对象的原因。

我的假设是，这样做的原因是，Base对象和Derived对象的大小可能不一样，因此我们无法保证能够将整个Derived对象存储在Base变量中。一个Base可能占4个字节，而一个Derived占7个字节。因此，我们总是对派生对象进行切片，以适应基类型的大小。

我们可以用指针来完成这一任务，因为它们都占用了相同的内存。

这个假设正确吗？如果没有，切片的实际原因是什么？

Answer 1

问题在于复制和移动语义(复制构造函数、复制分配等)。您正在获得这些元素的副本，但是并不是所有的元素都将被复制。如果您有一个基本指针，就不会有问题。

如果您有一个完全填充的DerivedA对象，并将其分配给本地堆栈基类型，则将使用副本赋值，而任何派生元素值都将被丢弃。

在编写副本构造函数时考虑一下。除了当前班的成员外，您还做其他的工作吗？您如何知道从当前类派生出来的内容，以及要做什么工作？试图这样做将是非常糟糕的。

class BaseType
{
private:
    int m_i;

public:
    explicit BaseType(BaseType const & other) // copy ctor
    {
        m_i = other.m_i;   // bitwise copy or memberwise copy will suffer the same issue
        // what else is there to do?  
        // BaseType has no knowledge of any other members
    }

    BaseType & BaseType::operator=(BaseType const & other)  // copy assignment
    {
        m_i = other.m_i;
        // what else is there to do?  
        // BaseType has no knowledge of any other members
    }
};

即使是按位复制(对于std::is_trivially_copyable<T>)，大小也将为BaseType，正如您所指出的，比需要的要小，并且会截断数据。

希望这能有所帮助。

Answer 2

不是的。在您的例子中，切片的原因是不同的。

在Base b;行中，您为堆栈上Base类型的对象分配空间，并且已经调用了它的默认构造函数。因此，在if-statement的每个分支中，发生的是对b的赋值，它通过赋值操作符实现，通常带有签名的Base::operator=(const Base&)。如果不重载此运算符，则其默认语义为逐字段复制。注意，参数类型是Base (或const Base&)，所以只有右边的Base-fields是可见的！

假设您有某种方式将DerivedA对象中包含的所有信息存储在Base对象中(尽管这不太可能)，您可以将赋值操作符重载为Base::operator=(const DerivedA&)，实现您自己的赋值语义，并且上面的这些都会非常好地工作。