C++ 如何返回未知的派生类

C++ How can I return an unknown derived class?

本文关键字：未知 派生 返回 何返回 C++      更新时间：2023-10-16

我有一个基类Shape，它有像Ellipse和Rectangle这样的派生类。

在一个函数中，我有一个变量：

Shape activeShape(black, black, {0,0}, {0,0}, false);

稍后在该函数中：

activeShape = updateShape(isButton, activeShape, true);

updateShape看起来像这样：

Shape updateShape(int button, Shape active, bool leftClick)
{
    switch(button)
    {
        case 1:
            return active;
        case 2:
            return Line(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 3:
            return Rectangle(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 4:
            return FilledRectangle(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 5:
            return Ellipse(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 6:
            return FilledEllipse(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        default:
            if(leftClick)
            {
                active.setColor(getEnumColor(button), active.getBorderColor());
            }
            else
                active.setColor(active.getFillColor(), getEnumColor(button));
            break;
    };
    return active;
}

所以当我返回像Rectangle这样的东西时，它们被铸造为Shape。这完全不是我想要的。

我需要做什么才能让activeShape成为Shape派生类之一？

一旦创建了对象，就不可能变形其类型(例如，基于运行时获得的按钮信息(。 将Rectangle作为Shape返回具有切片对象的效果，因此调用方仅接收Rectangle Shape部分的副本，而不是其余部分的副本。

假设Shape是一个多态基类(即它提供了可能由派生类专用的虚函数(，则Shape *(指向形状的指针(可以指向Rectangle。 但是，因此有必要正确管理对象的生存期。

您可以使用智能指针来处理所有这些问题，例如在 C++11 及更高版本中，std::unique_pointer<Shape> 。

std::unique_pointer<Shape> updateShape(int button,
        std::unique_pointer<Shape> active, bool leftClick)
{
    switch(button)
    {
        case 1:
             break;    // don't change active
        case 2:
            active = new Line(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 3:
            active = new Rectangle(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 4:
            active = new FilledRectangle(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 5:
            active = new Ellipse(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 6:
            active = new FilledEllipse(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        default:
            if(leftClick)
            {
                active->setColor(getEnumColor(button), active->getBorderColor());
            }
            else
            {
                active->setColor(active->getFillColor(), getEnumColor(button));
            }
            break;
     }
     return active;
}

这样做的原因是std::unique_pointer管理动态分配(使用运算符new创建(对象的生存期。 它通过存储指向对象的指针来实现此目的，并分配给std::unique_pointer<Shape>更改指针(使其指向其他对象(。 重要的是，分配给智能指针还会释放它以前管理的对象。

请注意，由于std::unique_pointer将使用运算符delete在其生存期结束时销毁包含的对象，因此Shape必须具有虚拟析构函数。 如果不这样做，将导致使用运算符delete时出现未定义的行为。

它的用法会像

 std::unique_pointer<Shape> activeShape(new Rectangle( whatever_parameters));
 activeShape = updateShape(button, activeShape, leftClick);

请记住，activeShape是一个聪明的指针。 因此，使用包含的Shape对象需要指针语法(activeShape->whatever(而不是成员语法(activeShape.whatever(。

由于 active 参数(按值(传递给函数并返回，因此有必要分配返回值。 如果，而不是

activeShape = updateShape(button, activeShape, leftClick);

你只是 

updateShape(button, activeShape, leftClick);   // returned object is discarded

(即不要将返回值分配给任何东西(，净效果是activeShape持有的对象将被销毁，任何使用它的尝试都会给出未定义的行为。

类型是在编译时确定的，因此不能根据运行时信息(如 button 的值(更改变量的类型。

相反，您需要使用类似 dynamic_cast<Rectangle&>(active_shape) 的东西进行测试以查看它是否是一个矩形，然后在该测试通过时使用它(如果形状不是矩形，它将引发异常(

编辑：不过，您必须更改函数才能不按值返回形状。 我建议返回 std：：unique_ptr 返回语句如下所示：

return std::make_unique<Ellipse>(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);

在代码的下面行中，对象切片将发生，因此您的代码无论如何都是有问题的。

activeShape = updateShape(isButton, activeShape, true);

在这里，如果 updateShape 返回除 shape 以外的任何类型，那么您的对象将在返回之前被切片为形状类型。因此，activeShape可能包含错误的切片对象。

要改进它，您应该返回指向基类(形状(的指针并使用它。

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