如何在不使用指针的情况下向vector<P>添加派生结构体元素？

基于他人代码开发时，遇到如下问题：现有结构体P的容器别名Segment（定义为using Segment = vector<P>），需要为P创建多个派生类型（如P2、P3），但直接将P2对象加入Segment会触发对象切片——仅复制基类P的i成员，派生类的name等信息丢失，且无法通过dynamic_cast识别对象实际类型。

附相关代码：

struct P
{
  int i;
  P(int i2) : i(i2) {}
};

struct P2 : P
{
   string name;
   P2(string name2, int i) : P(i), name(name2) {}
};

struct P3 : P
{
  // 其他成员
};

using Segment = vector<P>;

以下是几种可行的处理方案，可根据项目实际情况选择：

• 全量替换为智能指针容器
  将Segment修改为vector<unique_ptr<P>>（优先推荐，独占所有权）或vector<shared_ptr<P>>（需要共享所有权时使用）。这样可以存储派生类对象的指针，避免对象切片，同时支持dynamic_cast识别实际类型。
  注意：必须给基类P添加虚析构函数（如virtual ~P() = default;），否则销毁指针时会触发未定义行为，导致内存泄漏。这种方案需要修改所有涉及Segment的代码，比如访问成员要从.改为->，创建对象时用make_unique<P2>("xxx", 123)。

• 双容器并行策略
  保留原vector<P>用于不需要多态的场景，新增一个指针版本的容器别名（如using PolymorphicSegment = vector<unique_ptr<P>>），仅在需要存储派生类对象的逻辑中使用这个新容器。这种方案可以减少代码修改量，但要注意如果两处容器需要同步数据，可能会出现冗余或不一致的问题，需谨慎处理。

• 使用std::variant（C++17及以上）
  如果派生类的类型是固定有限的（仅P、P2、P3），可以用std::variant<P, P2, P3>替代基类指针，将Segment改为vector<std::variant<P, P2, P3>>。这种方式不需要指针，避免了内存管理的麻烦，同时可以存储不同类型的对象。通过std::visit或std::get可以安全地处理不同类型的元素，但要求所有变体类型都支持拷贝构造。

当初选择值容器而非指针容器，通常是出于以下考虑：

• 缓存性能优势：vector<P>的元素是连续存储在内存中的，访问时缓存命中率高，对于数百数千个元素的场景，连续内存的访问速度远优于分散在堆上的指针对象（vector<P*>存储的是地址，实际对象在堆上分散存放）。
• 代码简单性：值容器不需要手动管理内存，也不用考虑智能指针的引用计数逻辑，代码更简洁，不容易出现内存泄漏或悬空指针的问题。
• 设计需求匹配：最初的代码设计可能没有考虑多态扩展的需求，只需要存储单一的P类型对象，值容器完全满足当时的功能需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者theateist