C++ 中的动态绑定示例

Question

这段代码是Objective-C动态绑定的经典例子 ^[1]:

float total = tareWeight;     // start with weight of empty container
int i, n = [self size];       // n = number of members
for (i = 0; i < n; ++i) {     // loop over each member
    id member = [self at:i];  // get next member
    total += [member weight]; // accumulate weight of contents
}
return total;                 // return total weight to caller

所以，作为一名在这门语言方面有一定经验的程序员，我第一次做 C++ 中的步骤，我想知道：给定，这将如何在 C++ 中实现 它还支持某种后期绑定？

在这个例子中，我们假设每个成员都可以属于任何类，但是 当然，实现weight 方法是必须的。这些天机制 也可以使用类似的协议来强制执行 兼容（然后将member 声明为id<Matter>），但在 一切都能正常工作。

在 C++ 中，创建一个具有所谓虚函数的超类是 唯一的选择？

编辑

澄清一下，上面的代码可以看成是一个容器类方法 它返回其组件的总重量。你事先不知道 容器上的内容，可以是任何对象。你只知道 这些对象响应消息weight。

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^[1] 面向对象编程，一种进化方法，第二 1991 年版 - Brad J. Cox、Andrew J. Novobilski - 第 4 章第 65 页

Answer 1

您的成员变量需要是指向weighable 基类的指针。这样的指针可以引用任何派生实例。

由于指针会带来内存泄漏的风险，所以把它做成智能指针是很聪明的。 C++11 有unique_ptr。所以你的课可能看起来像

class heavyContainer {
  std::vector<std::unique_ptr<weighable>> members;
 public:
  float total_weight() {
    float result = tareWeight;
    for(auto& member: members)
      result += member->weight();
    return result;
  }
  ...
};

要使用weighable 的任意派生实例初始化成员，您需要堆分配这些对象。这可能有点棘手，因为没有通用方法来复制基类指针引用的对象。一种方法是使插入函数成为模板：

template<class WeighableDerivedObject>
heavyContainer::insert(const WeighableDerivedObject& obj){
  members.push_back(new WeighableDerivedObject(obj));
}

这可以通过 C++11 移动语义变得更高效。

Answer 2

与 C++ 最接近的是具有虚函数的超类。如果您真的关心后期绑定，则使用虚拟功能，尽管在您的示例中不清楚这是否有必要。权重可能只是超类中可公开访问的数据成员。

C++ 中动态绑定的形式是严格地在类层次结构上下。这允许编译器进行一定程度的检查，而不是将其全部留给运行时系统。除非你使用不安全的演员表。

请注意，您确实在 C++ 中获得了多重继承，因此您希望能够使用的类只需继承自这个超类，但也可以继承自其他完全不相关的东西。