静的に確保しているインスタンスのテーブルで派生クラスの仮想関数を呼び出す方法について

Question

前提・実現したいこと

動的に確保したインスタンスのテーブルだと派生クラスの関数が呼び出せるのですが、
テーブルを静的にした途端、親クラスの関数が呼び出されるようになりました。
なんとなくこうなる気はしていたのですが...
時間コストかけてポリモーフィズムについて理解を深めていけば解決できるとは思っているのですが、
「数行の修正で解決する可能性」を捨てる前に、
ここでアドバイスをもらってみることにしました。

該当のソースコード

class base
{
private:
    int number;
public:
    base( int number ) : number( number ) { }
    virtual void display() { printf( "base %d.\n", number ); }
};

class derived : public base
{
private:
    int number;
public:
    derived( int number ) : base( number ), number( number ) { }
    void display() { printf( "derived %d.\n", number ); }
};

static base Table[] =
{
    base( 0 ),
    base( 1 ),
    derived( 2 ),
    derived( 3 ),
};

#define TABLE_SIZE  sizeof( Table ) / sizeof( Table[0] )

void Display()
{
    for ( int arrayIndex = 0; arrayIndex < TABLE_SIZE; arrayIndex++ )
    {
        base* pBase = &Table[arrayIndex];
        pBase->display();
    }
}

このコードだと
base 0
base 1
base 2
base 3
と表示されるため親クラスの関数が呼ばれたと判断しました。

試したこと

元々動的に確保していたので、

static base* pTable[] =
{
    new base( 0 ),
    new base( 1 ),
    new derived( 2 ),
    new derived( 3 ),
};

としていたときは、
base 0
base 1
derived 2
derived 3
と表示されていました。

解決したいこと

Display関数内で、派生クラスの display 関数を呼び出す方法はないでしょうか？
アドバイス頂けると助かります。

宜しくお願い申し上げます。

追記

「動的な方のソースではコンパイルが通らないのでは？」とのご指摘がありました。
私の質問内容が中途半端でしたのでこのようなご指摘になったのかと思いますので、
元々の動的な方のコードも記します。

class base
{
private:
    int number;
public:
    base( int number ) : number( number ) { }
    virtual void display() { printf( "base %d.\n", number ); }
};

class derived : public base
{
private:
    int number;
public:
    derived( int number ) : base( number ), number( number ) { }
    void display() { printf( "derived %d.\n", number ); }
};

static base* pTable[] =
{
    new base( 0 ),
    new base( 1 ),
    new derived( 2 ),
    new derived( 3 ),
};

#define TABLE_SIZE  sizeof( pTable ) / sizeof( pTable[0] )

void Display()
{
    for ( int arrayIndex = 0; arrayIndex < TABLE_SIZE; arrayIndex++ )
    {
        base* pBase = pTable[arrayIndex];
        pBase->display();
    }
}

中途半端な書き方で失礼しました...

Answer 1

こんにちは。

スライシングが起きてます。
TableはBase型の配列です。その要素をDerived型のインスタンスで初期化すると、Derived型がBase型へ変換されます。
ポインタならポイント先のDerived型を維持できますが、クラスのインスタンスの場合は一般に基底クラスより派生クラスの方が領域サイズが大きいですので基底クラスの領域に派生クラスのインスタンスを放り込むことができません。
そこで、コンパイラは基底クラスへ変換します。その際に余分な記憶領域は削られ、かつ、仮想関数テーブルも基底クラスのものへ書き換えられてしまいます。

要素の数が極端に多くはなく、かつ、動的に増減する必要がないのであればstd::tupleを使えば静的に確保することも可能ではあります。色々と面倒なのであまりお勧めはできません。

ヒープを使うので嫌かもしれませんが、元の姿のようにポインタを使うのが妥当と思います。ポインタを使う時はstd::unique_ptrでラップしておけば、破棄も楽できます。

Comments

[GuielNo4]

スライシングを調べました。
何が起きたのかよくわかりしました。
あまり対策に時間を掛けたくなかったので、このようなアドバイスを頂けるのはとても助かります。

[GuielNo4]

アドバイスありがとうございました。

[KSwordOfHaste]

インスタンスのアップキャストとでも言うのだろうか・・・なんて思ったのですがスライシングっていうのですね・・・
ヒープを使わずにグローバル変数のアドレスで初期化するなんてこともできると思います。そうしておけばプログラム完了時にグローバル変数のデストラクションが自動的に起きるというストーリーにできる気がするのですが・・・あまり褒められた方法ではないのでしょうか？

[Chironian]

KSwordOfHasteさん。
グローバル変数も有りと思いますよ。褒められる方法かどうかはケースバイケースですね。

[KSwordOfHaste]

> ケースバイケース
条件はいろいろ考えられそうなので、良し悪しを漠然と尋ねるのは愚問でした。
失礼しました。m(_ _)m

Answer 2

静的じゃない方のインスタンスが生成されてません
静的じゃない方にnew をつけましょう

Comments

[GuielNo4]

私が「静的」「動的」の理解と表現が間違えて質問していたら申し訳ありません。
無 → baseクラスのインスタンス確保がexe実行前に完了している。(コンパイル時に完了している。)
有 → プログラムの起動後の初期設定時にインスタンスが確保される(、なので明示的にdeleteが必要)
という理解をしており、deleteミスを防ぐため new を行わない方法でコーディングしたいと考えています。

[GuielNo4]

そもそもこの考え方自体がまちがっていますでしょうか？

[y_waiwai]

間違ってます
静的の方はそのとおりですが、
そうじゃない方は、コードでインスタンス生成しないとダメです
勝手に生成してくれません

って、そのソースではコンパイル通らないとおもうけど

[GuielNo4]

中途半端な質問の書き方で申し訳ありませんでした。
「動的」「静的」の両方のコードを質問に追記しました。
動的な方もコンパイルは通っております。