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c++ - 通过指向 base、static_cast、crtp、删除模板的指针派生的成员

问题描述

寻找：从指向基的指针访问派生类的成员。

减少荒谬：

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层次很少，因此我必须通过所有层次结构携带模板类型参数。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>

我正在尝试提出一个无需模板即可工作的解决方案。我知道可行的选项：

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，看看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，这是我最初想要放弃的东西。实现这一目标的方法或流行方法是什么？

实际代码使用 shared_ptr、weak_ptr 和 enable_shared_from_this 和 weak_from_this。我正在寻找一种类型安全的“多态成员”访问。

编辑：它们不仅仅是“整数”。它们可以是完全不同的类型，例如 base 中的 protobuf 和派生中的 Json::Value。我正在尝试使用指向 Base/Derived 的指针，这反过来又可以让我访问它们各自的成员。

标签： c++templatesdesign-patternspolymorphism

解决方案

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，但我想以这种形式是可以接受的......

但是有一些问题：

  1. 访问该值并不是最简单的，您可能会考虑visit使用函数。
  2. 更严重的是：基类（或您定义要使用的变体的任何其他地方）需要了解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. 它有糟糕设计的味道。但是，为什么派生类必须返回与用于相同目的的基类不同的东西？？？

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，但您可能只需要在基类和派生类中进行所有必要的计算，直到您最终获得一些常见的数据类型并返回该类型。例子：

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，我怀疑在 double 中表示平衡（即使很长）是一个好主意（四舍五入、精度等问题）......

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