将子类指针存储在父类指针映射中

Question

假设我有一个名为Libitem 的父类和一个名为Book 的子类。如果我将Book 的指针存储在Libitem 的指针映射中，当我再次尝试访问它时，我会得到Book 的指针吗？像这样：

std::map<int, Libitem*> catalog;
Libitem* b = new Book();
catalog[1] = b;
Libitem* old_book = catalog[1]; //would old_book be a Book or a Libitem? In other word would it 
                               //have all the function of a Book class?

Answer 1

你正在像这样检索你的对象：

Libitem* old_book = catalog[1];

这样，编译器只知道您有一个名为old_book 的变量，类型为指向Libitem。如果您自己单独阅读该特定行，您会注意到唯一的这是您和编译器在那一刻拥有的唯一信息。当你自己阅读这行代码的那一刻就是编译时间。看代码就知道什么了。

当程序实际运行时，该变量可能指向Book 类型的对象。但这只有在程序运行时才知道，因此 runtime。

名称查找发生在 C++ 的编译时。当您像这样在对象上调用函数时：

// Type of an_object is a_struct
a_struct an_object;

an_object.member_function();

编译器将查看a_struct 中可用的函数。由于编译器在变量已声明的结构中查找该名称，因此名称实际上是在编译时解析的。

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让我们回到你的案例。你有一个指向Libitem 的指针。如果您尝试使用箭头访问其中的某些内容：

old_book->something

为了解析something 是什么，编译器将在Libitem 内部查找它，因为old_book 的类型是指向Libitem 的指针。即使指针指向子类的实例，编译器唯一知道肯定的是指向的对象的实际类型至少是Libitem。

现在，人类比编译器知道的更多。您知道指针old_book 指向Book 类的一个实例。您想访问Book 的成员。

为此，您必须明确告诉编译器您要使用来自子类的成员。为此，您的变量必须是Book 类型，因此编译器将在适当的类中查找。为此，您可以将变量转换为另一种类型。由于您将变量转换为层次结构中较低的类，因此称为向下转换。在这种情况下，我们可以使用的类型转换是 dynamic_cast，它会在运行时查看指针所指向的实例的实际类型：

if (Book* the_old_book = dynamic_cast<Book*>(old_book)) {
    // We can use the_old_book here, which his type is Book!
} else {
    // The cast failed, the real for of the variable is not Book,
    // and the_old_book points to nullptr
}

如您所见，我们创建了一个名为the_old_book 的新指针，它由强制转换的结果初始化。如果old_book 指向的实例的真实类型确实不是Book，则强制转换将失败并返回nullptr。由于这发生在运行时，我们必须使用运行时分支 if 来验证我们的新变量。如果转换失败，执行的块将是 else 块。

Answer 2

它就像任何其他多态指针：Libitem 的功能，但在方法中具有 Book 的任何虚拟覆盖。

但是：您将无法访问Book 的非虚拟方法，无论它是与Libitem 中的任何方法具有完全不同名称的函数/方法，方法名称相同但参数签名不同在Libitem 中，或非虚拟 与Libitem 中的方法具有相同名称和签名的情况。

当然，如果你是一个强壮的人，你可以沮丧（正如@SomeProgrammerDude 指出的那样）。