Почему вектор будет плохо работать, если от него унаследоваться?

Наследование от std::vector не рекомендуется из-за отсутствия виртуальных деструкторов и других виртуальных функций, что нарушает LSP (принцип подстановки Лисков) и приводит к проблемам при полиморфном использовании.

Примеры проблем:

1. Проблема со срезом (slicing): При передаче объекта производного класса по значению или ссылке на базовый класс std::vector, специфичные для производного класса данные и поведение будут потеряны.

   #include <vector>
   #include <iostream>
   
   class MyVector : public std::vector<int> {
   public:
       int my_data = 100;
       // Без виртуального деструктора
       ~MyVector() {
           std::cout << "MyVector destructor" << std::endl;
       }
   };
   
   void process_vector(std::vector<int> vec) {
       // Принимает по значению - происходит срез
       // Деструктор MyVector не будет вызван
       std::cout << "Processing std::vector" << std::endl;
   }
   
   int main() {
       MyVector mv;
       mv.push_back(1);
       process_vector(mv); // Происходит срез объекта MyVector
       return 0;
   } // Здесь будет вызван только деструктор std::vector
   

2. Отсутствие виртуального деструктора: Если вы удаляете объект производного класса через указатель на базовый класс std::vector, деструктор производного класса не будет вызван, что может привести к утечкам ресурсов.

   #include <vector>
   #include <iostream>
   #include <memory> // Для unique_ptr
   
   class DerivedVector : public std::vector<int> {
   public:
       int* resource;
       DerivedVector() : std::vector<int>(), resource(new int) {
           std::cout << "DerivedVector constructor" << std::endl;
       }
       // Отсутствует виртуальный деструктор
       ~DerivedVector() {
           std::cout << "DerivedVector destructor" << std::endl;
           delete resource; // Может не быть вызвано
       }
   };
   
   int main() {
       // Удаление через указатель на базовый класс
       std::vector<int>* base_ptr = new DerivedVector();
       // При delete base_ptr вызывается только деструктор std::vector,
       // деструктор DerivedVector не вызывается, происходит утечка resource
       delete base_ptr;
   
       // Пример с unique_ptr
       // std::unique_ptr<std::vector<int>> up = std::make_unique<DerivedVector>();
       // up->push_back(5);
       // При выходе из области видимости unique_ptr вызовет delete на сыром указателе base_ptr.
       // Это эквивалентно delete base_ptr; и приведет к той же проблеме, если vector не имеет виртуального деструктора.
   
       return 0;
   } // Память, выделенная для resource, не будет освобождена
   

3. Конструкторы: Поведение конструкторов std::vector (например, конструктора копирования, перемещения) может не соответствовать ожиданиям для производного класса, если он добавляет свое состояние или логику.

Вместо наследования от std::vector, лучшими подходами являются:

• Композиция: Использовать std::vector как член класса. Это позволяет контролировать интерфейс и поведение нового класса, используя std::vector внутри.

  #include <vector>
  #include <iostream>
  
  class MyContainer {
  private:
      std::vector<int> data;
      int my_extra_data = 100;
  public:
      void add(int val) {
          data.push_back(val);
      }
      const std::vector<int>& get_data() const { // Предоставляем доступ к вектору при необходимости
          return data;
      }
      // Деструктор MyContainer корректно вызовет деструктор data
      ~MyContainer() {
           std::cout << "MyContainer destructor" << std::endl;
      }
  };
  
  int main() {
      MyContainer mc;
      mc.add(1);
      std::cout << "Data size: " << mc.get_data().size() << std::endl;
      return 0;
  } // Деструктор MyContainer вызывается, который в свою очередь вызывает деструктор std::vector
  

• Свободные функции и алгоритмы: Расширять функциональность std::vector с помощью обычных функций или использовать стандартные алгоритмы.

Эти подходы более гибкие, безопасные и соответствуют принципам ООП и проектирования библиотек в C++. Стандартные контейнеры не предназначены для использования в качестве базовых классов.