函数返回动态转换的指针，返回指针，就好像它根本没有被转换一样

Question

我有一个Component 的基类和多个派生类，例如MeshComponent。 Entity 类将所有 Components 存储为 std::shared_ptr 中的 std::unordererd_map caaled m_Components，因此我创建了以下函数来从地图中获取组件：

const std::shared_ptr<Component>& Entity::GetComponent(ComponentType type)
{   
    switch (type)
    {
        case ComponentType::None:
            EG_CORE_ASSERT(false, "Component of type None is not supported!");
            return nullptr;
        case ComponentType::Transform:
            return std::dynamic_pointer_cast<TransformComponent>(m_Components[ComponentType::Transform]);
        case ComponentType::Mesh:
            return std::dynamic_pointer_cast<MeshComponent>(m_Components[ComponentType::Mesh]);
    }
}

ComponentType 是一个包含所有组件类型的枚举类。 问题是当我在我的主文件中调用这个函数返回指针时，我只是指向基类，我不能调用特定于某些组件的函数。

我尝试将这些指针投射到我的主文件中，如下所示： std::dynamic_pointer_cast<Engine::MeshComponent>(testEntity.GetComponent(Engine::ComponentType::Mesh))->SetVertexArray(m_VertexArray);

但这会返回我的内存访问冲突。

Answer 1

你的代码有什么问题？

您的函数将返回一个指向基类的共享指针。这是您定义的返回类型，因此您需要像以前一样向下转换。

但是你在这里做错了：你返回一个引用，这个引用将指向一个临时共享指针，一旦你从 GetComponent() 返回导致 UB，该指针将被销毁。

你需要重新定义你的函数并使用一个值返回类型，删除const std::shared_ptr<Component>后面的&：

const std::shared_ptr<Component> Entity::GetComponent(ComponentType type)

如果您将向下转换为正确的类型，这应该可以解决您的问题。

您的代码有哪些可以改进的地方？

但您应该接受向下转换可能出错的事实。 dynamic_pointer_cast 的全部目的是允许这种安全检查。所以而不是：

std::dynamic_pointer_cast<Engine::MeshComponent>(testEntity.GetComponent(Engine::ComponentType::Mesh))->SetVertexArray(m_VertexArray);

分两步完成：

auto pm = std::dynamic_pointer_cast<Engine::MeshComponent>(testEntity.GetComponent(Engine::ComponentType::Mesh)); 
if (pm) 
    pm->SetVertexArray(m_VertexArray);
else std::cout << "Oh oh ! Something went wrong"<<std::endl; 

这是一个极简主义示例的online demo。您可以在线玩它，并进行实验：在返回类型中添加 & 将在此处导致运行时错误。

多态不需要强制转换

如果您有多态代码并且必须进行大量转换，那么设计就有问题。

首先，没有办法创建一个多态 Getcomponent() 来让您立即调用多态类型不存在的函数：

• 在这里，您在函数中进行了动态转换，但由于函数的返回类型是编译时，您的动态转换会立即恢复。这就是为什么您需要对返回的指针进行（有风险的）向下转换。
• 没有办法用模板做到这一点。因为模板也基于编译时类型。

您可以做的是定义三个不同的函数，每个函数都返回预期的类型。但是您必须格外小心，因为以这种方式获取指针，不确定是否首先找到指针，并且不确定动态转换是否会成功，可能会导致对 UB 的 nullptr 进行 rdereference并可能使您的软件崩溃。

推荐：

尽量将Component的成员函数设计成多态的，这样用户在调用函数时就不必知道它是否是网格。向下转型应该是个例外。

如果不可能，并且您仍然希望使用专门的功能（例如GetMeshComponent()）（从而使您的设计的可扩展性大大降低），那么您应该预见到一些异常处理，以防这种专门的功能无法提供预期的指针。