从子类转换到超类到子类？

Question

我的程序需要处理不同类型的“注释”： NoteShort ， NoteLong ...应该以不同的方式在GUI中显示不同类型的注释。 我定义了这些注释的基类，称为NoteBase 。

我将这些笔记存储在XML中; 我有一个类从XML文件读取并将注释的数据存储在vector<NoteBase *> list 。 然后我发现我无法获得自己的类型，因为它们已经转换为NoteBase * ！

虽然if(dynamic_cast<NoteLong *>(ptr) != NULL) {...}可能有效，但实在太难看了。 实现函数使用NoteShort *或NoteLong *作为参数不起作用。 那么，有什么好方法可以解决这个问题吗？

更新：谢谢各位回复。 我认为它不应该发生 - 但它确实发生了。 我以另一种方式实现了它，它现在正在工作。 但是，据我记得，我确实在NoteBase声明了（纯）虚函数，但忘了在派生类的头文件中再次声明它。 我猜这就是造成这个问题的原因。

更新2（重要）：我从C ++ Primer中找到了这个引用，这可能对其他人有帮助：

有时更令人惊讶的是，即使基本指针或引用实际绑定到派生对象，也存在从base转换为派生的限制：

  Bulk_item bulk; Item_base *itemP = &bulk; // ok: dynamic type is Bulk_item Bulk_item *bulkP = itemP; // error: can't convert base to derived 

编译器无法在编译时知道特定转换在运行时实际上是安全的。 编译器仅查看指针或引用的静态类型，以确定转换是否合法。 在我们知道从base到derived的转换是安全的情况下，我们可以使用static_cast（第5.12.4节，第183页）来覆盖编译器。 或者，我们可以使用dynamic_cast请求在运行时检查的转换，这将在第18.2.1节（第773页）中介绍。

Answer 1

这里有两个重要的思路和代码，首先是最短的：

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您可能不需要重新投票。 如果所有Note提供统一的动作（比如Chime ），那么你可以简单地：

class INote
{
    virtual void Chime() = 0;
};

...
for_each(INote * note in m_Notes)
{
    note->Chime();
}

和每个Note将Chime ，因为它应该使用的内部信息（持续时间和音调，例如）。

这很干净，简单，只需要很少的代码。 但它确实意味着所有类型都必须提供并继承自特定的已知接口/类。

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现在，当您确实需要知道类型并将其转换回来时，会出现更长且涉及更多的方法。 有两种主要方法，一种可以与＃3一起使用或组合的变体（＃2）：

1. 这可以在带有RTTI（运行时类型信息）的编译器中完成，允许它安全地dynamic_cast并且知道允许的内容。 但是，这仅适用于单个编译器和单个模块（DLL / SO / etc）。 如果您的编译器支持它并且RTTI没有明显的缺点，那么它是迄今为止最简单的并且最少的工作。 但是，它不允许类型识别自身（尽管可以使用typeof函数）。

   这是按照您的方式完成的：

    NewType * obj = dynamic_cast<NewType*>(obj_oldType); 

2. 为了使其完全独立，向基类/接口添加虚方法（例如， Uuid GetType() const; ）允许对象随时标识自己。 这比第三种（真正的COM）方法有一个好处，也是一个缺点：它允许对象的用户做出明智的，也许更快的决定做什么，但需要a）他们施放（这可能需要和不安全的reinterpret_cast或C风格的演员表）和b）该类型不能进行任何内部转换或检查。

    ClassID id = obj->GetType(); if (id == ID_Note_Long) NoteLong * note = (NoteLong*)obj; ... 

3. COM使用的选项是提供一种形式为RESULT /* success */ CastTo(const Uuid & type, void ** ppDestination); 。 这允许类型a）检查内部铸件的安全性，b）由内部自行决定执行铸造（有关于可以做什么的规则）和c）如果铸造不可能或失败则提供错误。 但是，它a）阻止用户表单优化，b）可能需要多次调用才能找到成功的类型。

    NoteLong * note = nullptr; if (obj->GetAs(ID_Note_Long, &note)) ... 

以某种方式组合后两种方法（如果传递00-00-00-0000 Uuid和nullptr目的地，例如用类型自己的Uuid填充Uuid）可能是识别和安全转换类型的最佳方法。 后两种方法和它们相结合，都是编译器和API独立的，甚至可以小心地实现语言独立性（正如COM那样，以合格的方式）。

ClassID id = ClassID::Null;
obj->GetAs(id, nullptr);
if (id == ID_Note_Long)
    NoteLong * note;
    obj->GetAs(ID_Note_Long, &note);
    ...

当类型几乎完全未知时，后两者特别有用：源库，编译器甚至语言都不是提前知道的，唯一可用的信息是提供给定的接口。 使用这些小数据并且无法使用高度特定于编译器的功能（如RTTI），需要对象提供有关其自身的基本信息。 然后，用户可以根据需要请求对象自我投射，并且对象可以完全自行决定如何处理。 这通常与大量虚拟类甚至接口（纯虚拟）一起使用，因为这可能是用户代码可能具有的所有知识。

在您的范围内，此方法可能对您没有用，但可能是有意义的，并且对于类型如何标识自身并从基类或接口“向上”转换而言当然很重要。

Answer 2

使用多态来访问每个派生类的不同实现，如下面的示例所示。

class NoteBase
{
  public:
    virtual std::string read() = 0;
};

class NoteLong : public NoteBase
{
  public:
    std::string read() override { return "note long"; }
};

class NoteShort : public NoteBase
{
  public:
    std::string read() override { return "note short"; }
};

int main()
{
  std::vector< NoteBase* > notes;
  for( int i=0; i<10; ++i )
  {
    if( i%2 )
      notes.push_back(new NoteLong() );
    else
      notes.push_back( new NoteShort() );
  }

  std::vector< NoteBase* >::iterator it;
  std::vector< NoteBase* >::iterator end = notes.end();
  for( it=notes.begin(); it != end; ++it )
    std::cout << (*it)->read() << std::endl;

  return 0;
}

Answer 3

正如其他人所指出的那样，你应该尝试设计基类，让你可以在不进行投射的情况下完成所需的所有工作。 如果这不可能（也就是说，如果您需要特定于子类的信息），您可以像使用过一样使用强制转换，也可以使用双重分派。