Перегрузка операций в композитном шаблоне проектирования в C++

Question

Предположим, у меня есть весь этот код:

class Function
{
public:
    virtual double eval(double x) const =0;
};

class Polynomial : public Function
{
private:
    std::vector<double> coefficients;
public:
    // ...
};

class CompositeFunction : public Function
{
private:
    char operation;
    Function* left;
    Function* right;
public:
    // ...  
};

CompositeFunction operator+(Function& f, Function& g) {
    return CompositeFunction('+',&f,&g);
}

Теперь я пытаюсь сделать следующее:

CompositeFunction f = Polynomial({1,2}) + Polynomial({3,2});
printf("%lf\n",f.eval(1));

Я не получаю никаких ошибок компиляции, но когда я пытаюсь вычислить f, Valgrind говорит мне, что я получаю плохие данные. Я всегда получаю правильный ответ, но это беспокоит меня. Я пытался прекратить использование аргументов, выделенных стека, но я не могу перегрузить любую операцию указателя. Есть ли какой-либо способ без указателя или дружественный для пользователей этих классов?

Answer 1

Это потому что f имеет ссылки на два временных объекта.

Расширьте это, чтобы сделать это более очевидным:

CompositeFunction f = operator+( Polynomial({1,2}), Polynomial({3,2}) );

f теперь содержит ссылки на временные файлы, созданные полиномами ({1,2}) и полиномами ({3,2}).

Вы можете рассмотреть возможность использования std::function<double(double)> объекты и лямбды, что-то вроде этого:

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>

typedef std::function<double(double)> Function;

Function polynomial(std::vector<double> const &coefficients) {
    return [coefficients](double x) {
        return x * coefficients[0]; // dummy evaluation
    };
}

Function add(Function f1, Function f2) {
    return [f1, f2](double x) { return f1(x) + f2(x); };
}

int main() {
    Function f = add(polynomial({3,4}), polynomial({1,2}));
    std::cout << f(3.3) << std::endl;
}

Вот это с std::shared_ptr:

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>
#include <vector>

class Function
{
public:
    virtual double eval(double x) const = 0;
    virtual double derivative(double x) const = 0;
    virtual ~Function() {}
};
typedef std::shared_ptr<Function> FunctionPtr;

class Polynomial : public Function
{
private:
    std::vector<double> coefficients;
public:
    // ...
    Polynomial(std::vector<double> c) : coefficients(c) {}
};

class CompositeFunction : public Function
{
private:
    char operation;
    FunctionPtr left;
    FunctionPtr right;
public:
    // ...
    CompositeFunction(FunctionPtr l, FunctionPtr r) : operation('+'), left(l), right(r) {}
};

FunctionPtr operator+(FunctionPtr f, FunctionPtr g) {
    return std::make_shared<CompositeFunction>(f, g);
}

int main() {
    auto p1 = std::make_shared<Polynomial>(std::vector<double>{1.0, 2.0});
    auto p2 = std::make_shared<Polynomial>(std::vector<double>{3.0, 4.0});
    auto f = std::make_shared<CompositeFunction>(p1, p2);
    auto f2 = p1 + p2;
    std::cout << f2->eval(3.3) << std::endl;
    std::cout << f2->derivative(3.3) << std::endl;
}