使用多态时如何避免向下转换？

Question

考虑以下设计：

class RawDataBase
{
private:    
    std::string data;
};

class RawDataA : public RawDataBase
{
private:    
    int spec_data_for_a1;
    int spec_data_for_a2;
};

class RawDataB : public RawDataBase
{
private:    
    int spec_data__for_b;
};

class MessageBase
{
private:    
    int x;
    int y;
    int z;
public:
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        // extract x,y,z from raw.data
    }
};

class MessageA : public MessageBase
{
private:    
    int spec_data_for_a1;
    int spec_data_for_a2;
public:
    /* Here raw must be RawDataA*/
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        MessageBase::Decode(raw);
        RawDataA raw_data = static_cast<RawDataA*>(raw);
        // extract spec_data_for_a1, spec_data_for_a2 from raw_data
    }
};

class MessageB : public MessageBase
{
private:    
    int spec_data__for_b;
public:
    /* Here raw must be RawDataB*/
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        MessageBase::Decode(raw);
        RawDataB raw_data = static_cast<RawDataB*>(raw);
        // extract spec_data__for_b from raw_data       
    }
};

我在将RawData 解码为Message 时遇到了设计问题。

RawData 有两种类型（RawDataA 和 RawDataB）。 RawDataA 将被解码为MessageA，而RawDataB 将被解码为MessageB。 RawDataA 和 RawDataB 都共享一些公共数据，因此 RawDataBase 被创建为基类。 派生自MessageBase 的MessageA 和MessageB 也是如此。

然后，将一个虚拟的Decode 函数添加到MessageBase 中，以RawDataBase 对象为参数。但是MessageA有问题 和MessageB。对于MessageA，参数实际上应该总是RawDataA，所以这里必须进行向下转换。但是有人说，当必须在代码中使用向下转换时，肯定存在一些设计问题。

所以我的问题是如何设计这里的代码以避免向下转换？

谢谢！

Answer 1

为了避免在此处向下转换：

class MessageA : public MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataBase *raw) { ...}
}

你的代码必须变成这样：

class MessageA : public MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataA *raw) { ...}
}

这意味着MessageBase 必须以某种方式变为：

class MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataA *raw){...}
}

这可以使用这样的模板来完成：

class RawDataBase { /* ... */ };
class RawDataA : public RawDataBase { /* ... */ }; 
class RawDataB : public RawDataBase { /* ... */ };

template<typename T>
class MessageBase {

    using RawDataType = T;

    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...

};

class MessageA : public MessageBase<RawDataTypeA> {
    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...
};

class MessageB : public MessageBase<RawDataTypeB> {
    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...
};