在多态对象的 STL 向量上调用特定于对象的函数答案

【问题标题】：Calling an object-specific function on a STL vector of polymorphic objects在多态对象的 STL 向量上调用特定于对象的函数
【发布时间】：2013-08-19 21:02:48
【问题描述】：

所以我有一个类层次结构，它本质上将Entity 类作为父抽象类和一堆从它派生的其他类，例如Door、Player、Ground 等。

我还有一个三维的vector，它存储了指向Entity 类型对象的指针，我用派生对象填充了这个vector。在Door 类中，我有一个名为isOpen() 的方法，它只返回一个bool。此函数特定于 Door 类，既不在 Entity 类中，也不在它的任何其他派生中（因为我不需要检查，例如，Ground 对象是否打开） .

现在，知道在vector 位置i、j、k 存在一个类型为Door 的对象，我想像这样调用isOpen 方法：vector[i][j][k]->isOpen()。不幸的是，当我这样做时，编译器返回 class Entity has no member named isOpen()。这是可以理解的，因为函数 isOpen() 是 Door 类独有的，但是我该怎么做才能使这种调用成为可能？

【问题讨论】：

不要只告诉我们您的代码；显示它更多更有效率。其次，dynamic_cast<> 可能对您有用。不要只是把它扔进去，首先了解如何使用它。

标签： c++ function vector polymorphism virtual

【解决方案1】：

解决此问题的一种方法是先向下转换为Door *。但是，为了使这种向下转换是类型安全的，您应该使用dynamic_cast<Door *>()。如果Entity 还没有虚方法，可以添加虚析构函数。

class Entity {
    //...
    virtual ~Entity () {}
};

void foo (Entity *e) {
    //...
    Door *door = dynamic_cast<Door *>(e);
    if (door) {
        if (door->isOpen()) {
            //...
        }
    }
    //...
}

【讨论】：

【解决方案2】：

简答：

将实体扔到一扇门上：static_cast<Door*>(vector[i][j][k])->isOpen()。

长答案：

如果您需要知道特定派生类型位于特定位置，则您的设计不合适。解决这个问题可能很简单，只需将 isOpen() 函数向上移动到 Entity 并返回 true 的默认实现。或者它可能需要重新考虑与vector 的成员一起使用的代码。

【讨论】：

如果被指向的实体不是实际上是Door或Door的派生，在层次结构的更下方，这是未定义的行为 并且肯定会崩溃。 static_cast<> 不是在这里使用的转换类型。请参阅其描述 in this question and answer 了解原因。
您可能希望使用reinterpret_cast，而不是static_cast - 尽管该方法不是推荐的方法。长答案更符合预期 - 修复设计。
啊，感谢您建议使用类型转换。在班级重新设计方面，您对我将如何去做有什么建议吗？似乎具有同一父类的多个对象的向量是我的程序不可或缺的:(
带有空值检查的 dynamic_cast 是否更合适？设计听起来确实有点缺陷。不过不确定是否将 IsOpen 移至基类，因为 IsOpen 听起来并不适用于每种类型。我认为重新思考整个方法是要走的路。
@Kindread 更适合使用dynamic_cast<> 并在触发该方法之前检查它是否为NULL。你是对的。

【解决方案3】：

考虑使用 dynamic_cast<> 的语言支持的多态转换。对于引用，它将抛出异常 (std::bad_cast)，但对于指针，如果目标类型不兼容，它将简单地返回 NULL，所以...假设您的基类及其派生确实是多态的（即至少一个虚拟方法）：

Door* pDoor = dynamic_cast<Door*>(vector[i][j][k]);
if (pDoor)
    pDoor->isOpen();

保留对设计的评论。意见就像......是的。每个人都有一个。

【讨论】：