通过指向base，static_cast，crtp，删除模板的指针派生的成员

Posted 2021-04-11

寻找：从指向base的指针访问派生类的成员。

反证法：

class Base
{
public:
    int member_of_base;
};

class Derived : public Base
{
public:
    int member_of_derived;
};

我目前正在使用模板：

template <class T>
class Client
{
    T* data; // T is Base or Derived
};

类层次结构中的组合级别很少，因此我必须在所有层次结构中携带模板类型参数。克服这个问题的最佳方法是什么？显然我无法通过指向Base的指针访问Derived的成员，即：

Base* foo = new Derived();
foo->member_of_derived; // no go

因此，我正在使用：

Client<Base>
Client<Derived>

我正在努力想出一个没有模板的解决方案。我知道的选项可行：

• void * //普通旧C并根据需要进行转换，它们都是机器中的指针（如内存地址）
• static_cast<Derived*>(pointer_to_base); //在编译时键入安全。
• 将演员表包装在客户端的模板方法中（不要在这里与设计模式混淆）

最后一个选项似乎是最“优雅”的，即：

template <class T>
T* get_data() const { return static_cast<T*>(data); }

然而，看到这里和那里告诉我可能存在一种我不知道的方式。我看到了CRTP，但这让我回到了模板，这是我想要的原始设计。实现这一目标的方式或流行方法是什么？

真正的代码使用shared_ptr，weak_ptr和enable_shared_from_this与weak_from_this。我正在寻找一种类型安全的“多态成员”访问。

编辑：他们不仅仅是“整体”。它们可以是完全不同的类型，如base中的protobuf和派生的Json :: Value。我正在尝试使用指向Base / Derived的指针，这反过来会让我访问他们各自的成员。

答案

虚拟吸气剂可以为您解决问题;由于数据类型不同，您可以将它们打包成std::variant。

class Base
{
    // having private members probably is more appropriate
    int member_of_base;

public:
    using Data = std::variant<int, double>;

    virtual ~Base() { } // virtual functions -> have a virtual destructor!

    virtual Data getMember() // or just "member", if you prefer without prefix
    {
        return member_of_base;
    }
};

class Derived : public Base
{
    double member_of_derived;

public:   
    Data getMember() override
    {
        return member_of_derived;
    }
};

std::unique_ptr<Base> foo = new Base();
foo->getMember(); // member_of_base;
std::unique_ptr<Base> bar = new Derived();
bar->getMember(); // member_of_derived;

承认，还没有完全没有模板，std::variant是一个，但我想在那种形式，它是可以接受的...

但是有一些问题：

1. 访问该值并不是最简单的，您可以考虑使用visit函数。
2. 更严重的是：基类（或者您定义要使用的变体的任何其他位置）需要知道可能正在使用的所有类型，添加新类型将强制重新编译所有其他类。
3. 它有糟糕的设计气味。为什么派生类必须返回不同于服务于同一目的的基础的东西，尽管???

如果您可以将要完成的工作委托给类本身，那么您可以解决所有这些问题：

class Base
{
    int member_of_base;

public:
    virtual ~Base() { }

    virtual void doSomething()
    {
        /* use member_of_base */
    }
};

class Derived : public Base
{
    double member_of_derived;

public:
    void doSomething() override
    {
        /* use member_of_derived */   
    }
};

后者将是真正的多态方法，通常是要走的路;虽然上面的示例返回void，但您可能只需执行基类和派生类中所需的所有计算，直到最终获得某些公共数据类型并返回此类型。例：

class Base
{
    int64_t m_balance; // in 100th of currency in use

public:
    virtual ~Base() { }

    virtual int64_t balance()
    {
        return m_balance;
    }
};

class Derived : public Base
{
    long double m_balance; // arbitrary values in whole currency entities

public:
    int64_t balance() override
    {
        // calculate 100th of currency, correctly rounded:
        return std::llround(m_balance * 100);
    }
};

承认，我怀疑几乎代表双倍的平衡（即使很长）是一个好主意（圆角，精度等问题）......