Чи може вказівник на базу вказувати на масив похідних об'єктів?

Я сьогодні пішов на співбесіду на роботу і мені дали це цікаве запитання.

Окрім витоку пам’яті та відсутності віртуального dtor, чому цей код виходить з ладу?

#include <iostream>

//besides the obvious mem leak, why does this code crash?

class Shape
{
public:
    virtual void draw() const = 0;
};

class Circle : public Shape
{
public:
    virtual void draw() const { }

    int radius;
};

class Rectangle : public Shape
{
public:
    virtual void draw() const { }

    int height;
    int width;
};

int main()
{
    Shape * shapes = new Rectangle[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        shapes[i].draw();
}

Ви не можете індексувати так. Ви виділили масив Rectanglesта зберегли вказівник до першого в shapes. Коли ви це shapes[1]робите, ви перенаправляєтесь (shapes + 1). Це не дасть вам вказівник на наступний Rectangle, але вказівник на те, що було б наступним Shapeу передбачуваному масиві Shape. Звичайно, це невизначена поведінка. У вашому випадку вам пощастить і ви отримаєте аварію.

Використання вказівника, щоб Rectangleзмусити індексацію працювати правильно.

int main()
{
   Rectangle * shapes = new Rectangle[10];
   for (int i = 0; i < 10; ++i) shapes[i].draw();
}

Якщо ви хочете мати різні види Shapes в масиві і використовувати їх поліморфно, вам потрібен масив покажчиків на Shape.

Як сказав Мартиньо Фернандес, індексація неправильна. Якщо ви хочете замість цього зберегти масив Shapes, вам доведеться це зробити, використовуючи масив Shape *, так:

int main()
{
   Shape ** shapes = new Shape*[10];
   for (int i = 0; i < 10; ++i) shapes[i] = new Rectangle;
   for (int i = 0; i < 10; ++i) shapes[i]->draw();
}

Зауважте, що вам потрібно зробити додатковий крок ініціалізації прямокутника, оскільки ініціалізація масиву встановлює лише покажчики, а не самі об'єкти.

При індексації вказівника компілятор додасть відповідну суму, виходячи з розміру того, що знаходиться в масиві. Тому скажіть, що sizeof (Shape) = 4 (оскільки він не має змінних членів). Але sizeof (Прямокутник) = 12 (точні цифри, ймовірно, неправильні).

Отже, коли ви індексуєте, починаючи з кажуть ... 0x0 для першого елемента, тоді, коли ви намагаєтесь отримати доступ до 10-го елемента, ви намагаєтесь перейти до недійсної адреси або до місця, яке не є початком об'єкта.