C ++在构造函数中更改类型？

Question

我有一个抽象类Engine3D，它的结构（Vector3D 等）在头文件中。

现在，我有一个该类的实现，ConcreteEngine3D : Engine3D。此外，我还有其他类，例如 ConcreteVector3D : Vector3D，它们具有将在 ConcreteEngine3D 内部使用的其他成员和方法（为了这个示例，假设它是 float length 和 calculateLength()）。

在 main.cpp 我有代码：

#include "ConcreteEngine3D.h"
Engine3D * engine;
...
int main(){
    engine = new ConcreteEngine3D();
    Vector3D* vector = new Vector3D(engine, 10, 5, 2);
}

我希望变量 vector 的类型为 ConcreteVector3D*。

我需要ConcreteEngine3D 中的那个类型，但在 main.cpp 中我什至不应该知道它是那个类型，也不必使用像length 这样的扩展字段。此外，我不能在 main.cpp 中使用具体来自 ConcreteEngine3D.h（仅 Engine3D.h）的任何内容 - 这是为了灵活，更改实现必须意味着仅更改包含并与 new ConcreteEngine3D() 保持一致。

我不想修改上面的代码或Engine3D 的原始标题。

在Vector3D 的构造函数中，我总是放置一个指向Engine3D 对象的指针（我在这里给出ConcreteEngine3D 类型）。

也许我可以在Vector3D的构造函数中做一些事情来改变它的类型？

例如在构造函数内部调用Vector3D* Engine3D::convert(Vector3D v)，该构造函数将从ConcreteEngine3D 中的Engine3D 继承（创建一个新的ConcreteVector3D 对象，其中包含来自Vector3D 的字段并返回它）。

当然，该代码不起作用：

Vector3D::Vector3D(Engine3D *engine){
    //how to 'return' or 'convert' the type to the one that returns engine->convert(this);
}

所以基本上，我想得到下面代码的效果，但没有vector = engine->convert(vector)或Vector3D* vector2 = new ConcreteVector3D(engine, 10, 5, 2)这一行。

#include "ConcreteEngine3D.h"
Engine3D * engine;
...
int main(){
    engine = new ConcreteEngine3D();
    Vector3D* vector = new Vector3D(engine, 10, 5, 2); //produces Vector3D, not ConcreteVector3D
    vector = engine->convert(vector); //cannot be here! but creates the right object
    Vector3D* vector2 = new ConcreteVector3D(engine, 10, 5, 2); //also creates rights object, but cannot be here!
}

另外，我不想在Engine3D 或ConcreteEngine3D 中使用工厂。我想允许“用户”按照我在第一个代码中编写的方式创建 Vector3D。

Answer 1

听起来您想使用抽象工厂模式来实例化您的对象，这样您就不必直接调用具体类的构造函数。然后，如果您想更改实现接口的具体类型，您只需要链接到抽象工厂的不同实现，或者在运行时选择合适的工厂实现。

编辑：错过了“不想使用工厂”...无论如何，您将需要某种重定向，因为构造函数将返回您实例化的类型。您可以获得的最接近的可能是为类 Vector3D 创建一个静态工厂方法“create”，该方法返回一个指向 Vector3D 的指针，但在内部创建一个具体实现类的实例。如果您这样做，最好将 Vector3D 的构造函数设为私有，以防止以“错误的方式”创建向量。

Answer 2

Andrew Tomazos，关于不清楚的文字 - 抱歉：/

我必须同意 Giraffe 船长的观点，如果没有对 main.cpp 进行任何更改，我将无法实现它。我使用了稍微修改的工厂模式：

我必须创建 Vector3D::create() 静态函数，该函数将调用 Engine3D::convert() 并返回结果。所以代码将是：

#include "ConcreteEngine3D.h"
Engine3D * engine;
...
int main(){
    engine = new ConcreteEngine3D();
    Vector3D vector = Vector3D::create(engine, 10, 5, 2);
}

Vector3D::create: 内部

return engine->convert(new Vector3D(x,y,z));

这将产生 ConcreteVector3D（因为引擎是 ConcreteEngine3D 类型）。

main.cpp 中的最小更改，可接受（main.cpp 中未提及 ConcreteVector3D）。

再次感谢大家的帮助！ :-)