C++跨类访问基类指针vector中派生类对象触发访问违规问题

问题核心原因 #

你遇到的访问错误本质是悬空指针问题：

• 你在case 'a'的局部作用域里定义了栈对象StarterFood tmpStarter，这个对象的生命周期仅在当前case的大括号范围内，出了大括号后就会被自动销毁
• 你把这个栈对象的地址存入vector，返回给main函数后，vector里存储的全是已经失效的指针，访问时就会触发0xCCCCCCCC的越界错误（0xCCCCCCCC是VC++编译器对已销毁栈内存的标记值）

解决方案 #

方案1：使用堆分配原生指针（不推荐，需要手动释放内存避免泄漏） #

修改cM函数里的对象创建逻辑，用new在堆上分配派生类对象：

vector<Item*> Items::cM() {
    vector<Item*> M;
    string line;
    string filePath = "...";
    ifstream stream(filePath);
    while (getline(stream, line)) {
        vector <string> IV= UtilFunctions::splitString(line, ',');
        const char *t= IV[0].c_str();
        switch (*t) {
        case 'a': {
            // 改为堆上分配，生命周期由你自己控制
            Item* b = new StarterFood(*a,b,c);
            M.push_back(b);
            break;
        }
        // 其他派生类case同理
        }
    }
    return M;
}

注意：使用完vector后需要遍历调用delete释放所有元素，避免内存泄漏。

方案2：使用unique_ptr智能指针（推荐，自动管理内存，无泄漏风险） #

你之前用unique_ptr报错是因为没有正确构造，正确写法如下：
首先修改函数返回值类型为vector<unique_ptr<Item>>：

vector<unique_ptr<Item>> Items::cM() {
    vector<unique_ptr<Item>> M;
    string line;
    string filePath = "...";
    ifstream stream(filePath);
    while (getline(stream, line)) {
        vector <string> IV= UtilFunctions::splitString(line, ',');
        const char *t= IV[0].c_str();
        switch (*t) {
        case 'a': {
            // 用std::make_unique构造unique_ptr
            M.push_back(std::make_unique<StarterFood>(*a,b,c));
            break;
        }
        // 其他派生类case同理
        }
    }
    return M;
}

main函数对应修改为：

int main(){
    auto items = Items::cM();
    items[0]->toString(); // 正常调用派生类重载方法，不会出现对象切片
    system("pause");
    return 0;
}

注意：需要保证基类Item有虚析构函数，否则智能指针释放内存时可能出现未定义行为，基类定义需要加：

class Item {
public:
    virtual ~Item() = default;
    virtual std::string toString() const = 0; // 虚函数保证派生类重载生效
    // 其他基类逻辑
};

补充说明 #

你之前解引用指针出现对象切片，是因为你把派生类对象直接赋值给了基类对象，只要始终用基类指针/智能指针存储、调用虚函数，就不会出现切片问题。智能指针可以正常在不同类之间传递/移动，不需要额外做特殊处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Benz