C++，使用基类指针存储子类和使用派生类方法的策略

C++,Strategy to use base class pointer storing subclasses and use the derived classes' method

本文关键字：派生 类方法 策略 存储 基类 指针 C++ 子类      更新时间：2023-10-16

基类是程序中每个类的基，它提供x_pos和y_pos。

Animal（为清晰起见删除）和Person是Base的直接子类
不同的人和动物可以创建为动物和人的子类
在我的例子中，我创建了王班

我有以下课程

#include <iostream>
class Base{ 
protected:    
    int x_pos;
    int y_pos;
public:
    Base(int x,int y): x_pos(x), y_pos(y){};
    virtual ~Base(){};
    int getX(){return x_pos;};
    int getY(){return y_pos;};
};
class Person : public Base{
protected:
    char sex;
public:
    Person(int x,int y,char sex):Base(x,y), sex(sex){};
    virtual ~Person(){};
    char getSex(){return sex;};
    virtual void haveFun() = 0;
};
class Wang : public Person{
public:
    Wang(int x,int y,char a): Person(x,y,a){};
    ~Wang(){};
    void haveFun(){ std::cout << "Wang is coding" << std::endl;};
};

问题是，出于某种原因，我必须有一个Base指针来存储人或动物。（例如，地板上有一个"底座"）

class Floor{
    Base *bs;
public:
    void haveFun(){ 
      // bs->Wang::havefun();
      // I want to achieve this goal
    }
}

如何在不向下投射的情况下访问人/动物和王级别的方法
有什么策略我可以在这里应用吗
（我有点认为vistor的模式可能会应用于此，但我不知道如何应用）

在这里使用双重调度/访问者有点尴尬，因为为Floor提供的代码已经存储了Base*，并且只有一个继承层次结构。在没有进行侵入性设计更改的情况下，类型信息在这一点上已经有点丢失了。

无论使用什么，通常都需要基于实际子类型的某种形式的分支。它可能是第二个虚拟调度，可能是查看类型信息的if/else语句，可能是对dynamic_casts的尝试，并捕获bad_cast（用于引用）或对照nullptr检查结果以查找指针。

在您的情况下，如果您想避免dynamic_cast/RTTI并保持代码基本不变，我实际上会建议这样做：

class Animal;
class Person;
class Base{
public:
    ...
    virtual Person* person() {return nullptr;}
    virtual Animal* animal() {return nullptr;}
    ...
}
class Person: public Base{
public:
    ...
    Person* person() override {return this;}
    ...
}
class Animal: public Base{
public:
    ...
    Animal* animal() override {return this;}
    ...
}

这将CCD_ 8耦合到CCD_。CCD_ 10仍然可以以其他方式（包括编译时报头依赖性）与CCD_ 11解耦。

这确实意味着您必须为要单独处理的每个子类型向Base添加代码，但无论您使用什么（包括访问者），通常都需要在某个地方添加代码。

class Floor{
    Base *bs;
public:
    void haveFun(){ 
      // If `bs` is a person, invoke `haveFun`.
      Person* person = bs->person();
      if (person)
          person->haveFun();
    }
}

这种方法的缺点是，要通过指向Base*的指针在子类型级别上处理的每个新子类型都需要向Base添加新函数（尽管向Base添加新函数不太容易受到脆弱基类综合症的影响）。好处是，你可以，比如说，大幅更改Person或Animal的接口，而不必更新Base。针对新的需求进行扩展是相当容易的，并且避免了降级（可以说，降级可能更容易被滥用）。这使得设计比在类型之间转换更明确地说明什么是合法行为，并避免了潜在的RTTI要求（如果出于某种原因需要考虑的话）。

如果你想避免下转换（这是一件合理的事情，尽管这不是绝对必要的，因为dynamic_cast<>将提供安全的下转换），你有两个选项：

1） 将您可能希望在基类中调用的所有方法声明为虚拟方法。定义那些什么都不做或返回错误代码（或类似代码）的方法的基类实现，这样，当您在不适当类型的对象上调用这些方法时，就不会发生有害的事情。

或

2） 在Floor类中保留多个指针；每种类型的对象都有一个，你可能想把它放在那里。这样，当你想调用haveFun（）时，你就知道你的Person对象可以通过（Person*）指针而不是（Animal*）指针访问。如果希望每个楼层约束仅强制一个对象，请确保在设置"人物"指针时清除"动物"指针，反之亦然。

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