继承和指针

Question

我有这样的代码：

class Human
{
    protected:
        int age;
        std::string sex;    
    public: 
        virtual void speak() = 0;
};
class Child:public Human
{
    public:
        void speak(){std::cout << "I am Child\n";}
};
class Man:public Human
{
    public: 
        void speak(){std::cout << "I am Man\n";}
};
class Woman:public Human
{
    public: 
        void speak(){std::cout << "I am Woman\n";}
};
(don't know, std::shared_ptr<Human> maybe?) operator*(std::shared_ptr<Child> &b, int x)
{
    b->setAge(b->getAge()+x);
    if(b->getAge()>18 && b->getSex()=="Man")
    {
        return (i want b to become std::shared_ptr<Man>)
    }
    if(b->getAge()>18 && b->getSex()=="Woman")
    {
        return (here I want b to become std::shared_ptr<Woman>);
    }
    return;
}
int main(){
    auto x = std::make_shared<Child>;
    x*19;
}

我知道这看起来很奇怪，但这是我能想到的最简单的情况，无需写下我在 rn 上苦苦挣扎的所有代码。有人可以解释一下，应该重载什么类型以及如何更改 shared_ptr 类型，知道它们是从同一个父级派生的吗？

Answer 1

对象不能改变类型。 Child 对象将始终是 Child 对象。您可以做的是创建一个具有您想要的属性的 new 对象并返回：

std::shared_ptr<Human> operator*(std::shared_ptr<Human> b, int x)
{
    b->setAge(b->getAge()+x);
    if(b->getAge()>18 && b->getSex()=="Man") {
        return std::make_shared<Man>(b->getAge());
    } else if(b->getAge()>18 && b->getSex()=="Woman") {
        return std::make_shared<Woman>(b->getAge());
    } else {
       return b;
    }
}

int main(){
    std::shared_ptr<Human> x = std::make_shared<Child>;
    x = x*19;
}

不过，这似乎不是一个好的设计。 Human 的儿童或成人状态最好表示为对象的属性或检查 age 是否大于 18 的函数。

Answer 2

您不能使类型 T<Derived> 继承自 T<Base>，因为 C++ 模板不支持协变。这样做对于某些类型是不安全的，例如对容器的可变引用。 （想象一下将std::vector<Cat> 引用为std::vector<Animal>& 并推回一条狗！）

（我会将这个答案设为评论，但我没有评论能力。）

更新： 您可以编写处理堆数据的非模板包装器：

class Wrapper
{
public:
  Wrapper(Base* b) : raw(b) {}
  ~Wrapper() { delete raw; }
  Base& get() { return *base; }
private:
  Base* raw;
}

当然，在您的示例中，您使用的是 std::shared_ptr 而不是 std::unique_ptr。您必须处理引用计数，而不是简单地删除析构函数中的数据，但保持内部原始指针的技术仍然有效。

更新 2：

上面的代码可以按原样使用以提供一定程度的间接性，这样从基类继承的所有类都可以保存在同一类型中，而无需编写自己的引用计数器：

std::shared_ptr<Wrapper>

这个解决方案可以看作类似于std::shared_ptr<Base*>，只是后一种解决方案会泄漏内存。