C++多态场景下如何独立修改vector内指针指向的对象实例

我在C++中用指针实现多态，把派生类指针存入std::vector<Animal*>容器。现在修改同一指针指向的对象属性时，所有该指针的副本指向的对象都会受影响（这确实是指针的特性），但我希望能独立修改每个对象的属性，请问这可行吗？

当前代码 #

主函数 #

#include "Cat.h"
#include "Dog.h"
#include <vector>
int main() {
 std::vector<Animal*> animalVector;
 Animal* animal;
 animal = new Dog();
 animal->setDescription("Good Dog");
 animalVector.push_back(animal);
 animal->setDescription("Bad Dog");
 animalVector.push_back(animal);
 animal = new Cat();
 animal->setDescription("Good Cat");
 animalVector.push_back(animal);
 for (auto& it : animalVector) {
 it->info();
 }
}

基类 Animal #

#pragma once
#include <string>
using std::string;
class Animal {
protected:
 string mType; //! Holds the type of the Animal
 string mDescription; //! Holds the description of the Animal
public:
 Animal();
 virtual ~Animal();
 virtual void info();
 virtual void setDescription(string description) {mDescription = description;}
};

派生类 Dog #

#pragma once
#include "Animal.h"
class Dog : public Animal {
public:
 Dog();
};

当前输出 #

Bad Dog
Bad Dog
Good Cat

期望输出 #

Good Dog
Bad Dog
Good Cat

这当然可行！你现在的问题核心很简单：你只创建了一个Dog对象，两次往animalVector里添加的都是指向这个对象的指针副本。就像好几个人拿着同一扇门的钥匙，不管谁拧钥匙修改房间里的东西，所有人看到的都是同一个房间的变化。

要让每个容器元素对应独立的对象，你只需要为每个要存入容器的实例单独分配内存——也就是每次需要新对象时，都调用new创建一个全新的实例：

修改后的主函数代码 #

#include "Cat.h"
#include "Dog.h"
#include <vector>
int main() {
 std::vector<Animal*> animalVector;
 
 // 创建第一个独立的Dog对象并配置属性
 Animal* animal = new Dog();
 animal->setDescription("Good Dog");
 animalVector.push_back(animal);
 
 // 重新new一个全新的Dog对象，配置不同属性
 animal = new Dog();
 animal->setDescription("Bad Dog");
 animalVector.push_back(animal);
 
 // 创建独立的Cat对象
 animal = new Cat();
 animal->setDescription("Good Cat");
 animalVector.push_back(animal);
 
 // 输出每个对象的信息
 for (auto& it : animalVector) {
 it->info();
 }
 
 // 重要：手动释放堆内存，避免内存泄漏
 for (auto& it : animalVector) {
 delete it;
 }
 animalVector.clear();
}

关键说明 #

1. 为什么这样能解决问题？：每次调用new Dog()都会在堆上开辟一块全新的内存空间，生成一个独立的Dog对象。此时指针animal每次指向的都是不同的内存地址，修改每个对象的mDescription只会影响当前指向的那个对象，完全不会干扰其他实例。
2. 内存泄漏提醒：使用裸指针管理堆内存时，一定要记得在容器使用完毕后遍历删除每个指针，否则这些堆内存会一直占用直到程序结束。如果你的项目使用C++11或更高版本，更推荐使用std::unique_ptr<Animal>来自动管理内存，这样就不用手动调用delete了：

   // 容器定义改为智能指针类型
   std::vector<std::unique_ptr<Animal>> animalVector;
   // 存入对象时用make_unique创建
   animalVector.push_back(std::make_unique<Dog>());
   animalVector.back()->setDescription("Good Dog");
   

修改后的输出 #

Good Dog
Bad Dog
Good Cat

内容的提问来源于stack exchange，提问作者charis