向下转换继承函数的返回类型的良好做法

Question

我有一个Matrix-Class 派生自Vector-Class，为了获得额外的功能和更好的使用，我有一个派生自Vector 类的Vector3-Class。我现在的问题是Vector-class 实现了一个函数，例如+normalizeVector:，它返回一个新分配的Vector-instance。子类Vector3 应该继承这两个函数，但是继承会导致函数原型返回Vector-instance 而不是Vector3-instance。这就是继承的工作原理，但是有一个好的做法来解决这个问题吗？一个天真的解决方案是创建 Vector3 也是一个新类，它是 NSObject 的子类，但我希望 Vector- 和 Vector3-instances 可以轻松交互。

这里是一个代码示例：

@interface Vector : NSObject {
....
}
+(Vector*) normalizeVector:(Vector*)v; //returns a new allocated Vector-instance
-(Vector*) normalize; //normalizes itself and returns itself
-(Vector*) otherFunction;
@end

@interface Vector3 : Vector {
}
-(Vector3*) specialFunction;
@end

该代码的用法：

Vector3 *v3 = ...;
[[v3 normalize] specialFunction]; //Compiler gives me a warning because Vector has no specialFunction. Cast would help
[[Vector3 normalizeVector:v3] specialFunction]; //Compiler gives me a warning and during runtime it will crash because a `Vector` doesn't implement specialFunction

对Vector3 的强制转换会有所帮助，但使用起来并不好，而且静态函数+normalizeVector: 也会失败，因为在该静态函数中分配了Vector-instance，而没有指针强制转换帮助。

有什么想法吗？或其他方法/其他建模？

编辑： 由Vector3 继承的静态函数 normalizeVector 的代码：

@implementation Vector
...
+(Vector*) normalizeVector:(Vector *)v
{
    unsigned int dim = vector_max(v.cols, v.rows);
    Vector *res = [[[Vector alloc]initAsColumnVectorWithDim:dim] autorelease];
    [Vector normalizeVector:v destination:res]; // this does only the logic: calc length and divide each component by the len and store at the vector passed to destination
    return res;
}
@end

Answer 1

您会注意到 -init 方法总是返回类型 id -(id)init {..} 正是因为这个原因。

另外，而不是 [Vector alloc] - 正如您注意到的那样，您实际上并不知道您在运行时所在的类（它可能是子类），因此只需使用 @987654322 @ 其中 self 是当前 Class 因为您在 Class 方法中。所以，如果你这样做 [Vector3 normalizeVector:v] self 是 Vector3 而如果你这样做 [Vector normalizeVector:v] self 是 Vector。

尝试将您的 +normailzeVector: 方法调整为

+ (id)normalizeVector:(Vector *)v {
    unsigned int dim = vector_max(v.cols, v.rows);
    id res = [[[self alloc] initAsColumnVectorWithDim:dim] autorelease];
    [self normalizeVector:v destination:res];
    return res;
}

请注意，+ (id)normalizeVector: 不是函数，也绝对不是静态函数。它是一个类方法，它只是有助于使术语正确。

Answer 2

在这种情况下，我会将 normaliseVector 设为实例方法。所以不是

向量 *newV = [向量​​ normalizeVector:v];

打电话

向量 *newV = [v normalizeVector];

然后你可以为 Vector 和 Vector3 生成不同的 normalizeVector

编辑： 对于 [[v3 normalize] specialFunction];存在一个问题，即 normalize 有时会返回一个 specialFunction 不起作用的对象 - 即它仅在 v3 是 Vector3 时才有效。所以在这种情况下，你有额外的信息，所以需要演员或者 Vector3 normailze 与 Vector 不同。在这种情况下，我将在 Vector3 上生成一个覆盖方法来调用 normalize] specialFunction]，以便强制转换在 Vector3 特定代码中。