C++ 非常不同的派生类 - 虚拟方法？演员？

Question

我有一个 class 层次结构，在基 class 中有很多共享成员函数，在两个派生 classes 中也有大量独特的成员函数：

    class Scene {
    public:
        void Display();
        void CreateDefaultShapes();
        void AddShape(Shape myShape);
        // lots more shared member functions
    }

    Class AnimatedScene : public Scene {
    public:
        void SetupAnimation();
        void ChangeAnimationSpeed(float x, float y);
        // lots of member functions unique to animation
    }

    Class ControllableScene : public Scene {
    public:
        void ConfigureControls();
        void MoveCamera(float x, float y, float z);
        void Rotate(float x, float y, float z);
        // lots of member functions unique to a controllable scene
    }

毫不奇怪，这行不通：

    Scene myScene;
    myScene.SetupAnimation();

这个问题的正确解决方法是什么？我是否应该将所有派生成员函数都虚拟化并将它们添加到基类中？我应该在调用 SetupAnimation() 时使用强制转换吗？有没有更巧妙的设计解决这个问题？

注意：我从别处接收到 myScene 并且在实例化它时不能简单地将其声明为 AnimatedScene。

编辑：我添加了几个成员函数来说明这一点。一小部分初始化函数肯定适合简单地使用 virtual.

Answer 1

//Are you trying to do something like this?
class Scene{
public:
    virtual void Display()=0; //Pure virtual func
};

class AnimatedScene : public Scene{
public:
    void Display(){
        std::cout<<"function Display() inside class AnimatedScene"    <<std::endl;
    }
};

class ControllableScene : public Scene{
public:
    void Display(){
        std::cout<<"function Display() inside class ControllableScene"  <<std::endl;
    }
};

int main(){
    AnimatedScene as;
    ControllableScene cs;

    Scene *ex1 = &as;
    Scene *ex2 = &cs;

    ex1->Display();
    ex2->Display();

    return 0;
}

Answer 2

你可以施法，最好使用static_cast。最不受欢迎的选择。如果你在铸造东西，通常意味着你的设计需要更多的思考
如果您有一个特定的 function/class 需要一个或另一个，请将输入声明为您需要的类型，这样可以更准确地传达函数的要求或 class
如果函数需要通用，并且这些方法不需要任何输入，那么您可以在父 class 中定义一个虚拟方法，比如 init，在派生中classes 调用正确的方法来设置实例。

Answer 3

我还不能评论，这是我真正想做的，但我也有兴趣解决这个问题。

几个月前我遇到了类似的问题。我可以告诉你的是，你可以使用 typeid 运算符来确定对象的类型，如下所示：

int main()
{

    scene* ptr = new AnimatedScene();
    if (typeid(*ptr) == typeid(AnimatedScene))
    {
        cout<<"ptr is indeed a animatedScene"<<endl;
        AnimatedScene* ptr2 = (AnimatedScene*)(ptr);
        ptr2->SetupAnimation();
    }
    else
    {
        cout<<"not a animatedscene!!!"<<endl;
    }

}

这有效，然后您将能够使用 ptr2 访问 animatedScene 的唯一成员。

注意指针的使用，你不能直接使用对象，因为在玩多态时有一个叫做 "object slicing" 的东西：https://en.wikipedia.org/wiki/Object_slicing

和你一样，我听说过一些关于使用 typeid 的事情，因此，转换是一个坏主意，但至于为什么，我不能告诉你。希望有经验的程序员解释一下。

我可以告诉你的是，在这个简单的例子中，这没有问题，你已经避免了在基类型中声明无意义的虚函数的问题。

编辑：令人惊奇的是我经常忘记使用 google：Why is usage of the typeid keyword bad design?

如果我对 Bolas 先生的理解是正确的，那么 typeid 会助长不良的编码习惯。但是，在您的示例中，您想要访问子类型非虚函数。据我所知，如果不在编译时检查类型，即 typeid，就无法做到这一点。

Answer 4

我在我的编译器项目中遇到了类似的问题，其中 AST（抽象语法树）是根据语句构建的，因此 while(x != 0) { if (a == b) x = 0; } 将构建 whileAST 和 binaryExpr在其中，然后是 blockAST 和 ifAST，依此类推。它们中的每一个都有一些共同的属性，并且很多东西只有在您实际执行特定于该部分的操作时才适用。大多数时候，这是通过调用通用（虚拟）成员函数来解决的。

但是，有时您需要做非常具体的事情。有两种方法可以做到这一点：

使用 dynamic_cast（或 typeid + reinterpret_cast 或 static cast）。
设置几十个 virtual 成员函数，其中大部分是完全无用的（不做任何事情或 return 某种 "can't do that" 指示）

就我而言，我选择第一个。这不应该是常见的情况，但有时确实是正确的做法。

所以在这种情况下，你会做类似的事情：

AnimatedScene *animScene = dynamic_cast<AnimatedScene*>(&scene);
if (!animScene) 
{ 
   ... do something else, since it's not an AnimatedScene ...
}
animScene->SetupAnimation();

Answer 5

如果您的层次结构出现此类问题，则证明层次结构过于笼统。您可能想要实现接口模式，如果 class 具有某些功能，它将继承定义该功能的接口。

Answer 6

证明狗是动物，是除了狗以外的动物都不会叫，还是只有狗会叫？

第一种方法导致 class animal 失败整个动物园的所有经文，在每只动物中逐一实施。特别是 class dog 将仅覆盖 bark().
在这种方法中，动物变成了一种 "god object"（什么都知道），每次引入新事物时都需要不断更新，并且需要在它之后重新创建整个 "universe"（重新编译所有内容） .

第二种方法需要先检查动物是狗（通过dynamic cast）然后让它吠叫。（或在询问 mieow 之前检查 cat）

权衡可能包括了解您必须多久检查一次树皮（不知道您在处理哪种动物）、如何报告失败以及该怎么做以防万一。

换句话说，关键驱动因素不是树皮，而是程序中围绕它的上下文。

C++ 非常不同的派生类 - 虚拟方法？演员？

C++ Vastly Different Derived Classes - Virtual methods? A cast?

c++

polymorphism

virtual

inheritance

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