应用错误收集

我正在为数据收集控制器开发一个应用程序。它必须接口与许多不同的其他设备，反过来可能提供不同类型和数量的数据。为此，以下层次结构是设计（它有点冗长但跟我一起）：

信息的基本单位是基准。 Datum本身就是一个摘要 class，其后代表示不同类型的[物理] 数量：温度，压力，能量，功率，继电器状态等。每个数据 instance表示单个读数（在某个时刻）。
数据由Device收集，而IO s又包含多个Device s。一个装置 instance代表一个具体的物理数据收集设备;它的班级（a 抽象void Device::update()类的后代）代表设备和模型包含与其接口所需的所有特定于模型的代码从中提取读数。这是通过调用虚函数IO来完成的。
每个IO::get_value()实例代表设备收集的变量。例如，如果设备是多通道温度监控器，则IO代表a 单个传感器连接到设备。可以通过查询值来查询IO 调用Datum，返回Node。
最后，<tr ng-repeat="(key, value) in data"> <td> {{key}} </td> <td> {{ value }} </td> </tr>类保留了附加到的所有设备的列表控制器，这些设备中所有IO的另一个列表，并提供方法一次轮询所有设备，单个设备，单个IO等。

这些关系（有点松散地）反映在下图中：

现在，问题本身：

在所有这些中，很多抽象后代的实例类必须一直传递并存储： Node 存储它设备及其 IO ，设备自己将 IO 存储为好吧，数据被创建并返回并传递和销毁设备和IO列表更新到位，等等。但目前还不清楚如何实现所有这些传递：

按值传递抽象类的实例显然是不可能的，并且即使它不是抽象的，也可能导致对象切片。
通过引用传递它们为函数的参数工作，但是怎么样创建和返回Datum实例？它们被创建为局部变量 IO :: get_value方法等在返回时被销毁。此外，无法存储引用，例如在std :: map。
最后，传递指针很危险。为了返回一些东西指针一必须在方法中分配内存，然后它就是调用者的内存在不再使用返回值后释放内存的业务。在除了不方便之外，它还有一种危险内存泄漏，双重释放，或者程序的其他部分取消引用预先存储在那里的现在空指针。

所以我不知道如何实现强大的交换系统像这样的对象，用或多或少的万无一失的方式来确保对象表现为一个由价值传递的变量（只要它们存在就会存在需要，但不会更长）同时保留继承提供的鸭子类型共同界面。