C++ 将派生类的成员更改为其专用版本答案

【问题标题】：C++ change a member of derived class to it's specialized versionC++ 将派生类的成员更改为其专用版本
【发布时间】：2018-11-20 21:31:15
【问题描述】：

假设我有两个类 - Graph 和 Vertex，它们具有表示一般 Graph 所需的一些基本成员和方法。它们已经完全实现并且非常适用于标准图。

class Vertex { 
    int id;
    Vertex(int id) : id(id) {}
    // ...
}

class Graph {
    std::vector<Vertex *> vertices;
    void addVertex(int id) {
        vertices.push_back(new Vertex(id));
    }
    // ...
}

我想扩展这些类以添加一些与问题相关的功能。例如，我想要一个 Vertex 来存储它的颜色。这就是为什么我声明另一个名为VertexC 的类，它继承自Vertex 并添加了一个新成员。所以现在我想要一个专门版本的 Graph - GraphC 可以管理新的 VertexC 属性。

class VertexC: Vertex {
    string colour;
    string getColour() {
        return colour;
    }
}

class GraphC: Graph {
    void doSomething(string colour) {
        for(auto &v: vertices) {
            if(v->getColour() == "red") // Do something...
        }
    }
}

但我不能这样做，因为 Graph::vertices 的类型是 Vertex * 而不是 VertexC * 所以他们不会有 getColour() 方法。有什么建议可以解决这个问题吗？

编辑：稍微更改了描述以更直接地介绍我的问题。

【问题讨论】：

使用它们的东西要么需要颜色，要么不需要。如果它需要颜色，它应该总是取一个顶点。如果不是，那么它不应该。通过在顶点对象列表上执行 dynamic_cast 以检查它们在运行时是否是 vertexc 对象，您正处于做一些糟糕的设计的风口浪尖。不要这样做。相反，答案是从 Graph 中取出顶点，使其成为仅接口类，然后制作一个颜色图和一个无颜色图，每个图都存储了他们需要的适当顶点类型。您还可以使用模板来指定要存储的 Vertex 类型
@xaxxon 一切听起来都很合理，但问题是 Graph 类已经实现，它提供了您可能需要使用图形的大量方法。您不认为提供与图本身无关的功能，而是与一些与问题相关的细节相关的功能应该在一些从 Graph 类继承主要实现的专用类中完成吗？
我建议搜索虚拟方法
"Graph 类已经实现" - 听起来你是在误用它作为基类。在听起来像 Graph 的设计目的和您尝试使用它的目的之间存在根本的设计分歧。不是每个类都是好的基类。
您的额外要求应在您的问题中详细说明，以激发您正在寻找的答案。但是，由于Graph 不能存储VertexC（因为addVertex 的定义方式），GraphC 的设计似乎有缺陷。

标签： c++ inheritance polymorphism

【解决方案1】：

一种选择是模板化 Graph 类。比如：

template<typename TVert> class Graph
{
    std::vector<TVert> vertices;
    // ...
};

这意味着特化可以声明为：

class GraphC : public Graph<VertexC*>
{
    // ...
};

不过，可能需要对 addVertex 方法做一些事情。可以这样声明：

void addVertex(int id)
{
    vertices.push_back(new TVert(id));
}

虽然这意味着 Graph 类的任何特化只能是包含一个构造函数的类型，该构造函数采用单个 int 参数。另一种方法是：

void addVertex(TVert vert)
{
    vertices.push_back(vert);
}

还要注意在 GraphC 的类声明中添加了 public 关键字。这将需要通过 GraphC 的实例使 Graph 的 addVertex 方法可用。

【讨论】：