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c++ - 如何在 C++ 中向下转换以从父实例调用子函数？

问题描述

我正在尝试使用显式向下转换从父实例调用子函数（感谢您指出@Aconcagua）。作为 C++ 的初学者，我有这样的事情：

Road currentRoad = ...;
duration = ((SpeedDataRoad) currentRoad).getSpeedProfileTime(dateinMillis, isRightDirection);

类SpeedDataRoad继承自Road：

class SpeedDataRoad : public Road{ 
     double getSpeedProfileTime(long dateinMillis, bool isRightDirection) {

     ...

}

但是我收到错误：

从“Road”到“SpeedDataRoad”的 C 风格转换没有匹配的转换

任何关于我做错了什么的建议将不胜感激。

为了清楚起见，我试图在 Java 中实现的目标将是这样编写的并且可以正常工作：

duration = ((SpeedDataRoad) currentRoad).getSpeedProfileTime(currentTime, isRightDirection);

标签： c++inheritance

解决方案

您会遭受一种称为“对象切片”的效果：

SpeedDataRoad sdr;
Road currentRoad = sdr;

在第二行，按值sdr分配给，但后者的类型不适合保存完整的对象。因此，所有多余的部分都被简单地切掉，剩下的只是一个纯粹的对象，只包含原始对象的部分。currentRoadSpeedDataRoadSpeedDataRoadRoadRoadsdr

同时，由于您只剩下一个纯Road对象，因此您不能将其转换回SpeedDataRoad对象。现在缺失的部分应该从哪里来？

这与为什么不能将多态类型直接放入std::vector基类的容器（如 ）中的原因完全相同。

您需要的是指针（如果您希望能够重新分配）或引用（否则首选）：

SpeedDataRoad sdr;
Road& currentRoad = sdr;
//  ^ (!)
// or:
Road* currentRoad = &sdr;

现在你可以做演员了。但是明确的向下转型有一种糟糕设计的味道。从一开始就使用多态方法可能会更好：

class Road
{
public:
    virtual double getSpeedProfileTime(long, bool) = 0;
    //                                             ^ pure virtual
    // alternatively, you can provide a default implementation
};

class SpeedDataRoad : public Road
{
public:
    double getSpeedProfileTime(long, bool) override
    { /* ... */ }
};

现在你可以简单地拥有：

SpeedDataRoad sdr;
Road& currentRoad = sdr;
double profile = currentRoad.getSpeedProfileTime(0, false);

由于是虚拟的，无论我们拥有哪个子类以及它可能以何种方式覆盖该函数，您将始终获得该函数的正确变体......

旁注 1：您可能更喜欢更现代的 C++ 类型转换，而不是旧的 C 样式转换，您可以更精细地控制您实际想要做的事情：

Road* someRoad = ...;
SpeedDataRoad* sdr = static_cast<SpeedDataRoad*>(someRoad);
SpeedDataRoad* sdr = dynamic_cast<SpeedDataRoad*>(someRoad);

static_cast如果您 100% 确定对象只能是所需类型，则可以使用 a 。在这种情况下，您可以避免任何根本无法提供任何服务的运行时测试（无论如何，您是 100% 确定的，还记得吗？）。奇怪地重复出现的模板模式是一个典型的场景。

如果你不能确定类型，那么dynamic_cast它就会发挥作用，它会进行一些运行时类型检查std::bad_cast，如果实际类型是，则只返回一个空指针（如果用于指针）或抛出一个（如果用于引用）不是所需的类型（或子类）。当不同的多态类型存储在向量中时（作为指向基类的指针，请参见上文），可能会出现这种情况。但同样：根本需要演员表可能暗示您的设计存在缺陷......

（为了完整性：还有const_cast和reinterpret_cast，但你应该远离这些，除非/直到你真的，真的知道你在做什么。）

旁注 2：与 Java 的差异。

在 Java 中，我们隐式地区分原生类型和引用类型。原生的总是按值传递，引用类型总是按引用传递——好吧，Java 引用，它实际上更像是一个 C++指针（可以是null，可以重新分配），而不是 C++ 引用。在 Java 中，这是隐式发生的，在 C++ 中，您需要明确说明（另一方面，对于任何类型，您都可以同时拥有这两种行为）。

Java cast on (Java!) reference 的行为类似于 C++ dynamic_cast（在引用时，即抛出，它不会null在类型不匹配时返回）。

最后（关于我的多态性建议），在 Java 中所有函数都是隐式虚拟的，在 C++ 中，您再次必须明确（应用virtual关键字，见上文）。

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