作用：使设计的容器有能力包含类型不同而彼此相关的对象。
容器通常只能包含一种类型的对象，所以很难再容器中存储对象本身。存储指向对象的指针，虽然允许通过继承来处理类型不同的问题（多态性），但是也增加了内存分配的额外负担。所以我们通过定义名为代理的对象来解决该问题。代理运行起来和它所代表的对象基本相同，但是允许将整个派生层次压缩在一个对象类型中。
假设有一个表示不同种类的交通工具的类派生层次：
class Vehicle
{
public:
virtual double weight() const = 0;
virtual void start() = 0;
//...
};
class RoadVehicle:public Vehicle{/*...*/};
class AutoVehicle:public Vehicle{/*...*/};
class Aircraft:public Vehicle{/*...*/};
class Helicopter:public Vehicle{/*...*/};
可见Vehicle是一个抽象基类，有两个纯虚函数表示一些共有属性。下面请看下面这句话为什么不能达到预期的效果：
Vehicle parking_lot[1000];
表面上看是由于Vehicle是一个抽象基类，因此，只有从类Vehicle派生出来的类才能实例化，类Vehicle本身不会有对象，自然也就不会有对象数组了。
但是，假设我们剔除了类Vehicle中的所有纯虚函数，使其对象存在，那又会出现什么样的情况呢？看下面的语句：
Automobile x=/*...*/;
parking_lot[num_vehicles++] = x;
把x赋给parking_lot的元素，会把x转换成一个Vehicle对象，同时会丢失所有在Vehicle类中没有的成员。该赋值语句还会把这个被剪裁了的对象复制到parking_lot数组中去。这样，我们只能说parking_lot是Vehicle的集合，而不是所有继承自Vehicle的对象的集合。
经典解决方案------提供一个间接层
最早的合适的间接层形式就是存储指针，而不是对象本身：
Vehicle* parking_lot[1000];
然后，就有
Automobile x = /*...*/;
parking_lot[num_vehicles++] = &x;
这种方法解决了迫切的问题，但是也带来了两个新问题。
①我们存储在parking_lot中的是指向x的指针，在上例中是一个局部变量。这样，一旦变量x没有了，parking_lot就不知道指向什么东西了。
我们可以这么变通一下，放入parking_lot中的值，不是指向原对象的指针，而是指向它们的副本的指针。当我们释放parking_lot时，也释放其中所指向的全部对象。
②上述修改虽然不用存储指向本地对象的指针，但是它也带来了动态内存管理的负担。另外，只有当我们知道要放到parking_lot中的对象的静态类型后，这种方法才起作用。不知道又会怎样呢？看下面的：
if(p != q)
{
delete parking_lot[p];
parking_lot[p] = parking_lot[q];
}
这样的话，parking_lot[p]和parking_lot[q]将指向相同的对象，这不是我们想要的。在看下面的行不行：
if(p != q)
{
delete parking_lot[p];
parking_lot[p] = new Vehicle(*parking_lot[q]);
}
这样我们又回到了前面的问题：没有Vehicle类型的对象，即使有，也不是我们想要的（是经过剪裁后的对象）。
如何复制编译时类型未知的对象-------虚复制函数
我们在上面的Vehicle类中加入一个合适的纯虚函数：
class Vehicle
{
public:
virtual double weight() const = 0;
virtual void start() = 0;
virtual Vehicle* copy() const = 0;
//...
};
接下来，在每个派生自Vehicle的类中添加一个新的成员函数copy。指导思想就是，如果vp指向某个继承自Vehicle的不确定类的对象，那么vp->copy()会获得一个指针，该指针指向该对象的一个新建的副本。例如：如果Truck继承自（间接或直接）类Vehicle，则它的copy函数就类似于：
Vehicle* Truck::copy() const
{
return new Truck(*this);
}
当然，处理完一个对象后，需要清除该对象。要做到这一点，就必须确保类Vehicle有一个虚析构函数：
class Vehicle
{
public:
virtual double weight() const = 0;
virtual void start() = 0;
virtual Vehicle* copy() const = 0;
virtual ~Vehicle(){}
//...
};
有了上面的分析，下面我们就来定义代理类：
class VehicleSurrogate
{
public:
VehicleSurrogate();
VehicleSurrogate(const Vehicle&);
~VehicleSurrogate();
VehicleSurrogate(const VehicleSurrogate&);
VehicleSurrogate& operator = (const VehicleSurrogate&);
private:
Vehicle* vp;
};
上述代理类有一个以const Vehicle&为参数的构造函数，这样就能为任意继承自Vehicle的类的对象创建代理了（多态性，因为这里是引用参数）。同时，代理类还有一个缺省构造函数，所以我们能够创建VehicleSurrogate对象的数组。
然而，缺省构造函数也给我们带来了问题：如果Vehicle是个抽象基类，我们应该如何规定VehicleSurrogate的缺省操作呢？它所指向的对象的类型是什么呢？不可能是Vehicle，因为根本就没有Vehicle对象。为了得到一个更好的方法，我们要引入行为类似于零指针的空代理的概念。能够创建、销毁和复制这样的代理，但是进行其他的操作就视为出错。
下面看各个函数的定义：
VehicleSurrogate::VehicleSurrogate():vp(0){}
VehicleSurrogate::VehicleSurrogate(const Vehicle& v):vp(v.copy()){}//非零的检测室必要的，空代理
VehicleSurrogate::~VehicleSurrogate()
{
delete vp;//C++标准里面对一个空指针运用delete也是没有问题的
}
VehicleSurrogate::VehicleSurrogate(const VehicleSurrogate& v):vp(v.vp?v.vp->copy():0){}
VehicleSurrogate& VehicleSurrogate::operator=(const VehicleSurrogate& v)
{
if(this!=&v)//对赋值操作符进行检测，确保没有将代理赋值给它自身
{
delete vp;
vp=(v.vp?v.vp->copy():0);//非零的检测是必要的，空代理
}
return *this;
}
下面就很容易定义我们的数组了：
VehicleSurrogate parking_lot[1000];
Automobile x;
parking_lot[num_vehicles++] = x;
最后一条语句就等价于
parking_lot[num_vehicles++] = VehicleSurrogate(x);
这个语句创建了一个关于对象x的副本，并将VehicleSurrogate对象绑定到该副本，然后将这个对象赋值给parking_lot的一个元素。当最后销毁parking_lot数组时，所有这些副本也将被清除。
C++代理类设计（一）