C ++为抽象类对象的列表分配内存

Question

我对C ++数组的理解是，您不能分配抽象类对象的数组，因为C ++不知道如何为尚未确定的类类型分配内存。

我整理了一个让我有些困惑的小例子，所以想再问一下

#include <iostream>

class Animal {
public:
  virtual void hello() {}
};

class Dog : public Animal {
public:
  void hello() { std::cout << "woof!" << std::endl; }
};

class Cat : public Animal {
public:
  void hello() { std::cout << "meow" << std::endl; }
};

int main() {
  Dog d;
  d.hello(); // prints "woof!"

  Cat c;
  c.hello(); // prints "meow"

  // how are we allowed to create an array of abstract class?
  // doesn't c++ need to know how to allocate memory for any abstract
  // class in order to do this?
  Animal creatures[5];
  creatures[0] = d;
  creatures[1] = c;
  creatures[4] = d;

  // prints "6Animal"
  std::cout << typeid(creatures[0]).name() << std::endl;

  // this appears to call the Animal hello(), which does nothing
  creatures[1].hello();
}

问题

1. C ++如何能够为此数组分配内存？为什么不抱怨？
2. 似乎没有失败的原因是因为将所有对象都视为动物，即：没有正确地进行多态。到底发生了什么，为什么？我是否只需要分配一个指针列表即可正确执行此操作？

谢谢！

Answer 1

Animal不是抽象的。它不包含纯虚拟成员函数。将c和d分配给creatures的元素时，即为slicing。

如果是，则将Animal::hello声明为纯虚拟的，即

class Animal {
public:
  virtual void hello() = 0;
};

[Animal creatures[5]将是fail to compile，因为Animal现在是抽象的。

---

根据您的第二个问题，C ++中的运行时多态仅适用于引用和指针。如果您熟悉Java或Python之类的语言，乍一看可能有点奇怪，但是请记住，在这些语言中，类类型的所有变量都是指针（或者仍然是类似指针的东西）。

在C ++中，Animal creatures[5]将被放置在内存中，如下所示：

creatures
+---+---+---+---+---+
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
+---+---+---+---+---+

在Java中，Animal[] creatures = new Animal[5];将这样布置在内存中：

+-----------+   +---+---+---+---+---+
| creatures +-->+ 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
+-----------+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                  |   |   |   |   |
       +--------+ |   |   |   |   | +--------+
       | Object +<+   |   |   |   +>+ Object |
       +--------+     |   |   |     +--------+
                      v   |   v
               +------+-+ |  ++-------+
               | Object | |  | Object |
               +--------+ |  +--------+
                          v
                     +----+---+
                     | Object |
                     +--------+

[C ++数组没有像Java或Python这样的直接类似物