如何在不取消定义类型的情况下为 C++ 中的类型编写 getter？

Question

我有一个实现接口的对象集合，我希望在它上面有 getter 以获取仅在 C++ 中的单个实现。在 Java 中，我会这样做：

interface IFooBar { }
class Foo implements IFooBar { }
class Bar implements IFooBar { }

class Container extends HashSet<IFooBar> {

    public Container() { }
    public Container(Collection<? extends IFooBar> c) { super(c); }

    Foo getFoo() {
        return getFoos().iterator().next();
    }

    Set<Foo> getFoos() {
        HashSet<Foo> result = new HashSet<>();
        for(IFooBar item:this) if (item instanceof Foo) result.add((Foo) item);
        return result;
    }

    Bar getBar() { /* ... same ... */ }

    Set<Bar> getBars() { /* ... same ... */ }
}

现在我尝试在 C++ 中做同样的事情。对于项目要求，我必须使用我的对象的shared_ptr<>。这是我走了多远：

class IFooBar { }
class CFoo : IFooBar { }
class CBar : IFooBar { }

class CContainer {
public:
    CContainer();
    CContainer(std::vector<const std::shared_ptr<IFooBar>> cPrivData);

    const std::shared_ptr<CFoo> CFoo();
    std::vector<const std::shared_ptr<CFoo>> CFoos();
                                   /* ^^^^ : Function CContainer::CFoo is not a type name */
    const std::shared_ptr<CBar> CBar();
    std::vector<const std::shared_ptr<CBar>> CBars();

private:
    std::vector<const std::shared_ptr<IObject>> m_cPrivData;
};

显然这是行不通的，我不能给吸气剂起它应该有的名字（我认为）。我收到指示的错误。该函数似乎未定义类型名称。现在我想知道哪个是我在 C++ 中给出的 Java 示例的直观可用的实现？ 或者，推荐的 getter 名称是什么？我了解到，在 C++ 中，getter 的命名不带“get”，函数名以大写开头。我希望 getter 反映它返回的类类型。

也许我应该完全走另一条路？我可以定义一个赋值构造函数，而不是函数CFoo()，如果可以，如何？我是否必须超载shared_ptr<> 才能这样做？如果是这样，怎么做？我的想法是这样的：

class CSharedFooBarPointer : std::shared_pointer<IFooBar> {
public:
    shared_ptr<Foo> operator=(std::vector<const std::shared_ptr<IFooBar>>& cContainer);
    shared_ptr<Bar> operator=(std::vector<const std::shared_ptr<IFooBar>>& cContainer);
}

（也许我觉得这里太 Java 了，但我对 C++ 还是很陌生。）也许这种方法不好，因为也许我不能内联使用它。或者我可以吗？从上面的 Java 示例中，我希望能够执行 container.getFoo().doSomethingFooSpecific(); 之类的操作。在 C++ 中，我必须使用什么语法？有类似((CFoo)cContainer).DoSomethingFooSpecific(); 的东西吗？如果我只使用一次，我不想分配一个变量，如果可能的话。

Answer 1

_{注意：此答案中的代码未经测试，可能包含拼写错误。}

我了解到在 C++ 中，getter 的命名不带“get”前导，并且函数名以大写开头。

据我所知。但是正如Gill Bates 所提到的，C++ 没有集中的样式指南，所以只需选择一种代码样式并坚持下去。我个人从来没有见过在 ol' MFC 和 WINAPI 之外以大写字母开头的函数——你可能会想到 C#。 C 类前缀同上。

在任何情况下，名称冲突都可以通过scope resolution operator :: 解决：

class CContainer {
    // ...
    const std::shared_ptr<CFoo> CFoo();
    std::vector<const std::shared_ptr<::CFoo>> CFoos();
    //     CFoo from the global scope ^^
    // ...
};

---

在实现功能方面领先一步：
要在运行时确定对象的动态类型，您需要 dynamic_cast，或者在您的情况下需要 std::dynamic_pointer_cast 辅助函数。

std::vector<const std::shared_ptr<::CFoo>> CContainer::CFoos() {
    std::vector<const std::shared_ptr<::CFoo>> result;

    for(auto const &objPtr : m_cPrivData)
        if(auto fooPtr = std::dynamic_pointer_cast<::CFoo>(objPtr))
            result.push_back(std::move(fooPtr));

    return result;
}

但是，dynamic_cast 要求对象的类型是多态的，这意味着IFooBar 需要至少有一个虚成员函数。如果没有足够的函数存在，一个常见的选择是使析构函数为虚拟的：

struct IFooBar {
    virtual ~IFooBar() = default;
};

---

关于效率的说明：
就像 Java 中的 instanceof 一样，dynamic_cast 是一个非常昂贵的操作。如果此类的主要用例是过滤 CFoos 和 CBars 的列表，您可能希望在构造函数中执行此操作一次，并将它们存储在单独的容器中：

class CContainer {
public:
    CContainer(std::vector<const std::shared_ptr<IFooBar>> cPrivData) {
        for(auto const &objPtr : cPrivData)
            if(auto fooPtr = std::dynamic_pointer_cast<::CFoo>(objPtr))
                _foos.push_back(std::move(fooPtr));
            else if(auto barPtr = std::dynamic_pointer_cast<::CBar>(objPtr))
                _bars.push_back(std::move(barPtr));
    }

private:
    std::vector<const std::shared_ptr<::CFoo>> _foos;
    std::vector<const std::shared_ptr<::CBar>> _bars;
};