有什么方法可以避免在存储（子）指针时声明虚拟方法？答案

【问题标题】：Is there any way to avoid declaring virtual methods when storing (children) pointers?有什么方法可以避免在存储（子）指针时声明虚拟方法？
【发布时间】：2013-02-25 13:03:27
【问题描述】：

我最近遇到了一个烦人的问题，我对自己的解决方法不满意：我有一个程序维护一个指向基类的指针向量，并且我在那里存储了所有类型的子对象指针。现在，每个子类都有自己的方法，主程序可能会或不会调用这些方法，具体取决于对象的类型（请注意，尽管它们都大量使用基类的通用方法，因此这证明了继承的合理性）。

我发现有一个“对象标识符”来检查类类型（然后调用或不调用方法）很有用，这已经不是很漂亮，但这不是主要的不便之处。主要的不便之处在于，如果我想真正能够使用基类指针调用派生类方法（或者甚至只是将指针存储在指针数组中），那么需要在基类中将派生方法声明为虚拟类。

从 C++ 编码的角度来看是有意义的.. 但这对我来说是不切实际的（从开发的角度来看），因为我计划在不同的环境中创建许多不同的子类文件，可能由不同的人制作，我不想每次都调整/维护基类，以添加虚拟方法！

如何做到这一点？本质上，我要问（我猜）是如何实现类似 Objective-C NSArrays 的东西——如果你向一个没有实现该方法的对象发送消息，那么什么都不会发生。

问候

【问题讨论】：

您是否注意到编程网站上的代码比对所述代码的松散描述更好？
使用段落！在一个段落中阅读这么多内容令人恐惧。
“如何实现Objective-C NSArrays之类的东西——如果你向一个没有实现该方法的对象发送消息，那么什么都不会发生”。我真的希望这是不可能的。我真的这样做了。
这只是说明 NSArrays 必须有多棒。还有，为什么声明方法virtual会不方便？
如果您对子类型有这样的贬低差异，那么它们可能一开始就不属于同一个层次结构。如果他们这样做了，那么请考虑扩展您的基本合同并提供模板实现，以在 detectable 缺乏支持的情况下怠慢非必需的实现（即 E_NOTIMPL 条件）。但是，我仍然认为，您应该认真考虑 (a) 发布代码，以及 (b) 重新考虑您的设计以更好地实现基层。

标签： c++ pointers virtual

【解决方案1】：

而不是这个：

// variant A: declare everything in the base class
void DoStuff_A(Base* b) {
  if (b->TypeId() == DERIVED_1) 
      b->DoDerived1Stuff();
  else if if (b->TypeId() == DERIVED_2) 
      b->DoDerived12Stuff();
}

或者这个：

// variant B: declare nothing in the base class
void DoStuff_B(Base* b) {
  if (b->TypeId() == DERIVED_1) 
      (dynamic_cast<Derived1*>(b))->DoDerived1Stuff();
  else if if (b->TypeId() == DERIVED_2) 
      (dynamic_cast<Derived2*>(b))->DoDerived12Stuff();
}

这样做：

// variant C: declare the right thing in the base class
b->DoStuff();

请注意，每个必须完成的事情在基础中都有一个虚拟函数。

如果您发现自己更喜欢变体 A 或 B 而不是变体 C，请停下来重新考虑您的设计。您将组件耦合得太紧，最终会适得其反。

我打算在不同的地方创建许多不同的儿童班文件，可能由不同的人制作，我不想每次调整/维护基类，添加虚拟方法！

您可以在每次添加派生类时调整 DoStuff，但调整 Base 是不行的。请问为什么？

如果您的设计不适合 A、B 或 C 模式，请展示您拥有的东西，因为如今千里眼是罕见的壮举。

【讨论】：

我现在正在做一些与 A 模式非常相似的事情，我试图让 B 模式工作。谢谢！现在，您的观点非常好： >您可以在每次添加派生类时调整 DoStuff，但调整 Base 是不行的。请问为什么？
原因是程序调用孩子的“不常见”方法的唯一地方是在一个独特的函数中，比如你的“DoStuff”，它可以被其他编码器看到，我更喜欢控制基类。对不起，我很抱歉 - 我稍后会尝试举一个例子来说明我在做什么，但基本上这些对象是具有常用“绘图”方法的小部件（实际上是一个嵌入式电子项目，绘图是用激光完成的);每个“对象”都有特定的方法来获取和查询感知数据，并且它们具有不同的行为（运动等）。
“UI 按钮”之类的（这是我想到 iOS 中的模型视图控制器和 UIButton 类中的设计方法的唯一原因......）。但是，是的，多亏了你的解释，我看得更清楚了：必须付出一些。需要维护基类或 DoStuff 类。
我认为我说得不够清楚。不要变体 A（同时维护基类和 DoStuff），也不要变体 B（仅维护 DoStuff）。做变体 C。如果您认为不可能，请展示更多您的设计。

【解决方案2】：

您可以执行您在 C++ 中描述的操作，但不能使用函数。顺便说一句，这有点可怕，但我想可能在某些情况下这是一种合法的方法。

第一种方法：

定义一个带有类似boost::variant parseMessage(std::string, std::vector<boost::variant>); 的签名的函数，可能还有一系列在基类上具有通用签名的便利函数，并在基类上包含一个接受函子的消息查找表。在每个类的构造函数中，将其消息添加到消息表中，然后 parseMessage 函数将每条消息打包到该类的正确函数中。

它又丑又慢，但它应该可以工作。

第二种方法：

在层次结构中进一步定义虚函数，因此如果要添加int foo(bar*);，首先添加一个将其定义为虚拟的类，然后确保每个想要定义int foo(bar*); 的类都继承自它。然后，您可以在尝试调用int foo(bar*); 之前使用dynamic_cast 确保您正在查看的指针继承自此类。这些接口添加类可能是纯虚拟的，因此可以使用多重继承将它们混合到各个点，但这可能有其自身的问题。

这种方式不如第一种方式灵活，并且需要实现功能的类相互链接。哦，它仍然很丑。

但大多数情况下，我建议你尝试编写 C++ 代码，比如 C++ 代码而不是 Objective-C 代码。

【讨论】：

谢谢！我已经尝试过 dynamic_cast 策略——但我仍然需要添加（纯虚拟方法）并跟踪其他潜在贡献者添加的这些虚拟方法。您的第一个解决方案看起来很有趣！我会考虑的。顺便说一句，我不是软件开发人员 - 我现在正在 ARM Cortex 微控制器上开发应用程序。不，它不是 iphone（mbed）。而且，我绝对不是用 Objective-C 风格编码的！这只是一个问题。看起来人们对编程范式的破坏反应非常强烈。有趣

【解决方案3】：

这可以通过添加某种内省功能和元对象系统来解决。这个演讲Metadata and reflection in C++ — Jeff Tucker 演示了如何使用 c++ 的模板元编程来做到这一点。

如果您不想自己实现一个，那么使用现有的会更容易，例如Qt的meta object system。请注意，由于元对象编译器的限制，此解决方案不适用于多重继承：QObject Multiple Inheritance。

安装后，您可以查询方法的存在并调用它们。手动执行此操作相当繁琐，因此调用此类方法的最简单方法是使用signal and slot 机制。

还有GObject，很相似，还有其他。

【讨论】：

这看起来棒极了！谢谢你的链接。在计算机上开发时我会考虑这一点——我现在正在开发一个 mbed 微控制器（cortex m3），它可能没有足够的内存来使用这些库。（我希望我能投票给你，但我是堆栈溢出的新手，系统还拒绝我的投票）

【解决方案4】：

如果您是planning to create many different children classes in different files, perhaps made by different people，我猜您也不想更改每个子类的主代码。然后我认为你需要在你的基类中做的是定义几个（不是很多）虚拟函数（具有空实现）但是这些函数应该用于在逻辑中标记它们被称为“AfterInsart”的时间或“分拣前”等
通常，您希望派生类在逻辑中执行自己的逻辑的地方并不多。

【讨论】：