如何在C++派生类中初始化基类的Detail结构体成员

现有如下C++代码：

struct Detail{
    int cost;
    int age;
    bool danger;
    unsigned char country[3];
};

class Toy{
public:
     Toy();
     virtual ~Toy();
};

可以在派生类（如doll）中直接初始化Detail结构体：

class doll: public Toy
{
 public:
     doll();
     virtual ~doll();

     Detail detail={4,12,false,"CN"};
};

但因为存在多个派生类（如Leggo），它们的Detail结构体结构相同但值不同，希望将Detail结构体放到基类Toy中，这样设计更合理。请问如何在派生类中初始化基类中的该结构体？

另外需要将派生类对象指针存入基类指针容器：

std::vector<Toy*> toy_list;
doll* one = new doll();
toy_list.push_back(one);

Leggo* two = new Leggo(); // 另一个继承自Toy的类
toy_list.push_back(two);

最终通过容器访问每个对象的结构体成员：

for(auto obj: toy_list)
{
     printf(" toy is from %s \n", obj->detail.country);
};

方法1：基类提供带参构造函数，派生类通过初始化列表传递参数 #

先修改基类Toy，把Detail作为成员变量，同时添加接受Detail参数的构造函数：

struct Detail{
    int cost;
    int age;
    bool danger;
    unsigned char country[3];
};

class Toy{
public:
     // 带参数的构造函数，用于初始化Detail成员
     Toy(const Detail& d) : detail(d) {}
     virtual ~Toy() = default;

     Detail detail; // 基类中的Detail成员
};

派生类在构造函数的初始化列表中调用基类构造函数，传入对应Detail值：

class doll: public Toy
{
 public:
     // 直接传递初始化好的Detail对象
     doll() : Toy({4, 12, false, {'C', 'N', '\0'}}) {}
     virtual ~doll() = default;
};

class Leggo: public Toy
{
 public:
     Leggo() : Toy({10, 6, true, {'U', 'S', '\0'}}) {}
     virtual ~Leggo() = default;
};

注意：country是长度为3的数组，必须手动添加字符串终止符'\0'，否则printf的%s会读取到内存中的无效数据。

方法2：基类提供初始化接口，派生类构造时调用 #

如果基类需要保留默认构造函数，可以给基类添加一个初始化Detail的成员函数：

class Toy{
public:
     Toy() = default;
     virtual ~Toy() = default;

     // 初始化Detail的接口函数
     void initDetail(const Detail& d) {
         detail = d;
     }

     Detail detail;
};

派生类构造函数中调用该接口完成初始化：

class doll: public Toy
{
 public:
     doll() {
         initDetail({4, 12, false, {'C', 'N', '\0'}});
     }
     virtual ~doll() = default;
};

方法3：用虚函数返回Detail（更符合多态设计） #

如果想贴合面向对象的封装和多态特性，可以让基类定义纯虚函数返回Detail，派生类实现该函数，同时基类无需直接持有Detail成员：

class Toy{
public:
     virtual ~Toy() = default;
     // 纯虚函数，派生类必须实现
     virtual const Detail& getDetail() const = 0;
};

class doll: public Toy
{
 private:
     Detail detail = {4, 12, false, {'C', 'N', '\0'}};
 public:
     doll() = default;
     virtual ~doll() = default;

     // 重写基类的纯虚函数
     const Detail& getDetail() const override {
         return detail;
     }
};

此时容器遍历的代码需要调整为：

for(auto obj: toy_list)
{
     printf(" toy is from %s \n", obj->getDetail().country);
};

这种方式避免直接暴露成员变量，更符合封装原则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user1538798