关于继承和强制转换的 C++ 问题

Question

我目前正在为一个学校项目开发一个业余物理引擎，但由于 C++ 问题而陷入困境。设置如下：

我有三个不同的课程：

• 刚体（抽象）
• 球体（继承自 RigidBody）
• CustomRigidBody（继承自 RigidBody 并表示多面体）

我需要使用两种同名方法检查一对物体之间是否发生碰撞。一个用于检查与 Sphere 的接触，而另一个用于检查与 CustomRigidBody 的接触。有几种可能的场景（球体/球体碰撞、球体/自定义碰撞等），因此这两种方法都定义在所有这些类中。

在刚体中，它们是抽象的：

virtual bool isCollidingWith(Sphere* s_p) = 0;
virtual bool isCollidingWith(CustomRigidBody* rb_p) = 0;

但不在 Sphere 中：

bool isCollidingWith(Sphere* s_p);
bool isCollidingWith(CustomRigidBody* rb_p);

也不是在 CustomRigidBody 中：

bool isCollidingWith(Sphere* s_p);
bool isCollidingWith(CustomRigidBody* rb_p);

在我的主程序中，我有一个 std::vector<RigidBody*> 包含指向 RigidBody（超类）的指针，我需要通过调用类似的方法逐对检查对象之间的冲突：

for(int i = 1; i < this->bodies_p.size(); ++i)
    for(int j = 0; j < i; ++j)
        if(this->bodies_p[i]->isCollidingWith(this->bodies_p[j]))
            std::cout << " COLLISION BETWEEN " << i << " AND " << j << std::endl;

我的印象是 C++ 可以接受，但我收到以下错误消息：

Engine.cc:35: error: no matching function for call to ‘RigidBody::isCollidingWith(RigidBody*&)’
RigidBody.h:53: note: candidates are: virtual bool RigidBody::isCollidingWith(Sphere*)
RigidBody.h:54: note:                 virtual bool        RigidBody::isCollidingWith(CustomRigidBody*)

我的猜测是它与实体向量包含指向 RigidBody 的指针并且它们不会自动转换为 Sphere* 或 CustomRigidBody* 的事实有关，但我不知道如何解决这个问题。

感谢您的帮助；）

Answer 1

Double Dispatch 解决了这个问题。本质上，您需要向RigidBody 及其派生类添加另一个重载：

bool isCollidingWith(RigidBody* rb_p) = 0;

在派生类中，例如Sphere，实现如下：

bool Sphere::isCollidingWith(RigidBody* rb_p)
{
    return rb_p->isCollidingWith(this);
}

这是因为第一次调用isCollidingWith（在您的循环中），来自正确派生类的isCollidingWith(RigidBody*) 版本被调用（通过虚方法）。然后，在Sphere::isCollidingWith(RigidBody*) 中，通过虚方法使用正确的派生类。不过这次this是Sphere*，所以调用的重载就是isCollidingWith(Sphere*)版本。

换句话说：

1. 在你的循环中：

   this->bodies_p[i]->isCollidingWith(this->bodies_p[j])
   

   将调用Sphere::isCollidingWith(RigidBody*) 或CustomRigidBody::isCollidingWith(RigidBody*)，具体取决于bodies_p[i] 的实际类型。假设它是Sphere，那么我们得到

2. 在Sphere::isCollidingWith(RigidBody* rb_p):

   return rb_p->isCollidingWith(this);
   

   调用Sphere::isCollidingWith(Sphere*) 或CustomRigidBody::isCollidingWith(Sphere*)，取决于rb_p 的实际类型。