如何在没有直接继承的情况下访问基类容器中的派生对象

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在没有直接继承的情况下访问基类容器中的派生对象

【英文标题】：How to access derived objects in base class container without direct inheritance

【发布时间】：2016-02-23 10:26:57

【问题描述】：

我知道我可以在 static_cast<derived_class*>(base_class_ptr) 的帮助下将容器中的指向基类的指针转换为指向派生类的指针。

但是，如果他们没有直接关系，但只有一个共同的孩子，我该怎么办。 看下面的例子：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <memory>

class Item

public:
    Item(std::string name): _name(name)  /* */ ;

private:
    std::string _name;
;
class Readable

public:
    Readable(std::string content): _content(content)  /* */ ;
    virtual auto content(void) const -> std::string
    
        return this->_content;
    

private:
    std::string _content;
;
class Book: public Item, public Readable

public:
    Book(std::string name, std::string content): Item(name), Readable(content)  /* */ ;
;

class Person

public:
    auto read(const Readable& readable) const  noexcept
    
        std::cout << readable.content() << '\n';
    
;

int main(void)

    auto i0 = std::make_unique<Item>("Pot");
    auto i1 = std::make_unique<Item>("Shoe");
    auto b0 = std::make_unique<Book>("Death of a Salesman", "Blablablabla...");

    std::vector<std::unique_ptr<Item>> container;
    container.emplace_back(std::move(i0)); 
    container.emplace_back(std::move(i1)); 
    container.emplace_back(std::move(b0)); 

    Person jonnie;
    jonnie.read(static_cast<Readable*>(container[2].get())) // Error!

我想从Items 容器中读取Book，这应该没问题，因为它继承自Readable，但我不能，因为编译器会抱怨：

static_cast from 'pointer' (aka 'Item *') to 'Readable *', which are not related by inheritance, is not allowed   

在这种情况下我该怎么办？有干净的解决方案吗？

【问题讨论】：

附带说明，如果我的设计需要我进行向下转换，我会认真质疑它。类型系统和类型检查规则旨在避免类型错误，并且您可以保证，如果编译器没有发现类型错误，则此类错误不会在运行时发生。执行向下转型就像将一个整体撕成类型系统并检查规则，并且不再有任何保证。这就是为什么我将沮丧视为糟糕设计的指标。

【参考方案1】：

您正在寻找需要为polymorphic 的对象；他们需要一个虚拟方法。最简单的（我认为在这种情况下是最好的）是为所有基类创建析构函数virtual，例如；

class Item

public:
    virtual ~Item()  /* */ ;
    // .. the rest of the class
;

这允许dynamic_cast<> 在运行时工作（它适用于多态类型），它将检查并适当地转换对象。这里有一个警告（鉴于 OP 中的示例使用），您几乎肯定必须对照nullptr 检查返回值以检查转换是否成功。

【参考方案2】：

如果您想读取Book，您应该将其转换为Book（派生自Item）。

Book 然后可以用作Readable，因为它是。但Item 不是。

【讨论】：

我收到了一个非常有趣的错误信息，可能是 clang 中的一个错误：main(62141,0x7fff7efa2000) malloc: *** error for object 0x7f9d28c03130: pointer being freed was not allocated *** set a breakpoint in malloc_error_break to debug Abort trap: 6。但是我不想转换为Book*，因为我可能想将该转换放入另一个函数并将其用于可读的项目，例如Sign* 或Tome*