将基类的对象传递给派生类的引用函数

Question

我正在尝试编写可以找到许多不同类型形状之间距离的代码。 我已经定义了一个带有virtual distance(Shape& otherShape)函数的基类Shape来查找到另一个形状的距离，然后想为我的所有派生类定义它。

问题是有很多可能的形状对，所以我的解决方案是在类（圆-圆、圆-正方形、正方形-三等）之外定义一组距离函数，然后从距离函数。 我在下面添加了一个小例子来说明我的意思，只有一个派生类Circle来演示这个问题。

当我尝试调用特定的circleCircleDistance函数时，出现错误，因为它无法将基类转换为派生类。 有什么办法可以解决这个问题，或者我的设计就不能正常工作？

enum ShapeType{CIRCLE, SQUARE};

class Shape {
public:
    ShapeType type;
    virtual double distance(Shape& otherShape) = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    ShapeType type = CIRCLE;
    double distance(Shape& otherShape) override;
};


double circleCircleDistance(Circle& circle1, Circle& cirlce2){
    return 0; //pretend this does the calculation
};

double Circle::distance(Shape &otherShape) {
    switch (otherShape.type){
        case CIRCLE:
            //Here I get the error
            //cannot bind base class object of type Shape to derived class reference Circle& for 2nd argument
            return circleCircleDistance(*this, otherShape);
            
    }
}

Answer 1

您必须将Shape&转换为Circle&

return circleCircleDistance(*this, static_cast<Circle&>(otherShape));

顺便说一句，我会以不同的方式处理您的类型

class Shape {
public:
    virtual ShapeType get_type() const = 0;  // derived classes must override this
    virtual double distance(Shape& otherShape) = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    ShapeType get_type() const override { return CIRCLE; } // here's your override
    double distance(Shape& otherShape) override;
};

...
{
   switch (otherShape.get_type()){

否则，您将遇到type从派生类/基类中隐藏的情况，具体取决于您访问它的方式。

Answer 2

C++ 本身不支持多分派。 由于虚拟方法，我们只有一个分派。

所以你可以为你的案例实现双重调度。

一个（C++17）“替代”选项是使用std::variant ，它具有实现多重分派的std::visit ：

您可以保留继承权或放弃继承权。

struct Circle {
    Point center;
    float radius;
};

struct Rectangle {
    Point topLeft;
    Point bottomRight
};

using Shape = std::variant<Square, Rectangle>;

double distance(const Square&, const Square&);
double distance(const Square&, const Rectangle&);
double distance(const Rectangle&, const Square&);
double distance(const Rectangle&, const Rectangle&);

double distance(const Shape& shape1, const Shape& shape2)
{
    return std::visit([](const auto& shape1, const auto& shape2){
                           return distance(shape1, shape2);
                      },
                      shape1,
                      shape2);
}

Answer 3

在 c++20 中，您可以将模板特化与此类问题的概念结合使用