从唯一指针到基类的派生类的decltype答案

【问题标题】：Decltype of derived class from unique pointer to base class从唯一指针到基类的派生类的decltype
【发布时间】：2020-02-28 10:41:27
【问题描述】：

我想做运行时多态性，并且必须知道实际类型，例如计算某个派生类的实例。这是我目前所拥有的：

标题

struct Base {
  virtual ~Base();
};

struct DerivedFoo : public Base {};
struct DerivedBar : public Base {};

来源

Base::~Base() {}

int main() {
  std::vector<std::unique_ptr<Base>> my_array{};
  my_array.emplace_back(std::make_unique<DerivedFoo>());
  my_array.emplace_back(std::make_unique<DerivedBar>());

  for (const auto& elem : my_array) {
    if (std::is_same<DerivedFoo, decltype(elem)>::value) {
      // do something
    }

    // some testing
    std::cout << typeid(decltype(elem)).name() << '\n';
    std::cout << typeid(decltype(*elem)).name() << '\n';
    std::cout << typeid(decltype(*elem.get())).name() << '\n';
  }

  return 0;
}

输出

St10unique_ptrI4BaseSt14default_deleteIS0_EE
4Base
4Base
St10unique_ptrI4BaseSt14default_deleteIS0_EE
4Base
4Base

问题是：我只设法获得基类的类型。不是派生的。所以我从不输入 if 语句。

我可以添加一个虚拟函数“GetID()”或类似的。但我的感觉是，这是多余的。我应该可以使用类型特征来做到这一点？
我查看了std::unique_pointer<...>::element_type 和std::pointer_traits，但无法运行。

有什么想法吗？

【问题讨论】：

您真正想做什么？为什么需要检查元素是否属于一种类型？做这样的事情通常是糟糕设计的标志。你的问题不能通过自然多态和虚函数来解决吗？
decltype(elem) 返回 unique_ptr 的类型
@Someprogrammerdude 我正在编写一个国际象棋引擎。我的基地是一个“方形”类。 “King”、“Queen”、.. 和“Empty”是派生类。一个额外的“Board”类拥有一个成员std::array<std::unique_ptr<Square>, 64> squares_;。我被困在非常基本的单元测试中，以确保在默认构建我的电路板时所有方块都是“空”类型。
@Someprogrammerdude 我越想越觉得你是对的。也许我应该简单地添加一个“IsEmpty()”虚函数。不过，仍然对发布的问题的答案感到好奇。
单元测试是一种特殊情况，有时正常的“规则”必须稍微弯曲（有时相当多）。 mocking 可能是一个可能的（并且比规则弯曲更好的）解决方案？

标签： c++ inheritance polymorphism unique-ptr decltype

【解决方案1】：

使用访问者模式

struct Counter;
struct Foo;
struct Bar;
struct BarBar;

struct Counter {
    int barCount = 0;
    int barBarCount = 0;

    void visit(Bar *bar) {
        barCount += 1;
    }
    void visit(BarBar *bar) {
        barBarCount += 1;
    }
};

struct Foo {
    virtual void accept(Counter* v) = 0;
};

struct Bar : public Foo {
    void accept(Counter* v) override {
        v->visit(this);
    }
};

struct BarBar : public Foo {
    void accept(Counter* v) override {
        v->visit(this);
    }
};


int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<Foo>> foos;
    foos.emplace_back(std::make_unique<Bar>());
    foos.emplace_back(std::make_unique<BarBar>());

    Counter counter;

    for(const auto& foo : foos) {
        foo->accept(&counter);
    }

    std::cout << counter.barCount << " " << counter.barBarCount << std::endl;
}

输出1 1

【讨论】：

【解决方案2】：

您的代码中的问题是您期望运行时多态性，但只使用编译时类型：

decltype(x) 给你 compile-time 类型的 x
所以typeid(decltype(x))指的是编译时类型的运行时类型信息，所以在你的例子中4Base。

如果要使用运行时类型，直接在对象上使用typeid，如下：

std::cout <<< typeid(elem).name() << '\n';
std::cout << typeid(*elem).name() << '\n';
std::cout << typeid(*elem.get()).name() << '\n';

结果将如下所示：

St10unique_ptrI4BaseSt14default_deleteIS0_EE
10DerivedFoo
10DerivedFoo
St10unique_ptrI4BaseSt14default_deleteIS0_EE
10DerivedBar
10DerivedBar

同理std::is_same<DerivedFoo, decltype(elem)>::value是基于模板类型推导的，所以再次编译。如果要在运行时检查多态类型，则需要使用以下构造：

if (dynamic_cast<DerivedFoo*>(&*elem)) {
    // do something
}

【讨论】：