如何使用结构作为接口从函数返回指向数组的指针

Question

我试图在C ++中创建数组的接口。

在下面的代码中
tmpClass[1].GetA()返回'w'
tmpInterface[1]导致错误。

有没有什么方法可以定义接口，以便它可以访问数组的元素？
如何使tmpInterface表现得像tmpClass ？

struct IA
{
    virtual char GetA() = 0;
    virtual void SetA(char pA) = 0;
};

class A:public IA
{
    public:
        A(){ var = 0; }
        A(char pVar){ var = pVar; }
        char GetA(){ return var; }
        void SetA(char pA){ var = pA; }
    private:
    int var;
};

class B
{
    public:
        B(){ 
            mA[0].SetA('c');
            mA[1].SetA('w');
            mA[2].SetA('6');
            mA[3].SetA('$');
        }

        int GetCount(){}
        IA* Get1(){ return mA; }
        A* Get2(){ return mA; }
    protected:
        A mA[4];
};


int main()
{
    B mainClass;
    IA *tmpInterface = mainClass.Get1();
    A *tmpClass = mainClass.Get2();

    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        //once i>0 then tmpInterface no longer points to a valid character
        //and program crashes
        System::Console::Write(
            "A = "+tmpClass[i].GetA()+
            " IA = "+tmpInterface[i].GetA()); 
    }
    return 0;
}

Answer 1

下标运算符使用指针算术，并且对类型与其所指向对象的实际类型不同的指针执行指针算术，这是未定义的行为。 §5.7[expr.add] / p7：

对于加法或减法，如果表达式P或Q类型为“ cv T指针”，其中T与cv不合格数组元素类型不同，则该行为是不确定的。 [ 注意 ：特别地，当数组包含派生类类型的对象时，不能将指向基类的指针用于指针算术。 — 尾注 ]

因此，要索引到A的数组中，您需要A* 。 如果您只想使用IA ，则需要应用一些程序员的灵丹妙药-间接。 返回指向IA *数组的第一个元素的IA ** ，该数组的成员每个都指向A

Answer 2

请注意，多态仅适用于指向类实例的指针或引用，不适用于直接与实例联系的实例。 这是问题的根源。

您可能会考虑使用std::vector<A*>而不是数组。

Answer 3

在有效的C ++中，它说不要在数组上使用多态性。 您可以添加一个虚拟函数，其行为类似于运算符[]，例如：

struct IA
{
    //...
    virtual IA* Offset(int index)
    {
        return this + index;
    }
};

class A:public IA
{
public:
    //...
    virtual A* Offset(int index)
    {
        return this + index;
    }
};

然后就可以了

cout << "A = " << tmpClass->Offset(i)->GetA();
cout << " IA = " << tmpInterface->Offset(i)->GetA() << endl;

此外，C ++中的System :: Console :: Write是什么？

Answer 4

在类型B的对象中，您具有A对象的数组。 您在两个成员函数B::Get1()和B::Get2()中都返回一个指向数组第一个元素的指针。

假设布局数组为：

+--------------+--------------+--------------+--------------+
|    mA[0]     |    mA[1]     |    mA[2]     |    mA[3]     |         
+--------------+--------------+--------------+--------------+

执行时

IA *tmpInterface = mainClass.Get1();
A *tmpClass = mainClass.Get2();

您有tempInterface和tmpClass指向mA的第一个元素。

+--------------+--------------+--------------+--------------+
|    mA[0]     |    mA[1]     |    mA[2]     |    mA[3]     |         
+--------------+--------------+--------------+--------------+
^
| 
tmpInterface as well as tmpClass

在tmpInterface和tmpClass上进行算术运算时，您会看到非常不同的结果。

tmpInterface+1和tmpClass+1指向哪里？

+--------------+--------------+--------------+--------------+
|    mA[0]     |    mA[1]     |    mA[2]     |    mA[3]     |         
+--------------+--------------+--------------+--------------+
      ^        ^
      |        | 
      |        tmpClass+1
      tmpInterface+1

由于tmpClass的类型为A* ，因此tmpClass+1指向数组中的下一个对象。 但是，由于tmpInterface的类型为IA* ，并且sizeof(IA)与sizeof(A) ，因此tmpInterface+1指向中间的某个内容。 它没有指向IA类型的对象。 如果您尝试以IA*访问tmpInterface+1 ，那么您将获得未定义的行为。