多重继承和单例设计模式答案

【问题标题】：Multiple inheritance and singleton design pattern多重继承和单例设计模式
【发布时间】：2017-02-11 11:26:52
【问题描述】：

我设置了以下类层次结构，并希望调用非单例基对象 OtherBase 的 print() 函数，该函数又从子类之一调用 printSymbol()，在这种情况下SingletonChild。我知道这是一个复杂且看起来有些不必要的层次结构和做事方式，但这是一项任务，我必须以这种方式去做。

我的问题的一个例子如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Object
{
    virtual void print() = 0;
};

class SingletonBase : public Object
{
private:
    static SingletonBase* theOnlyTrueInstance;
protected:
    SingletonBase()
    {
        if(!theOnlyTrueInstance)
            theOnlyTrueInstance = this;
    }
    virtual ~SingletonBase(){}
public:
    static SingletonBase* instance()
    {
        if (!theOnlyTrueInstance) initInstance();
        return theOnlyTrueInstance;
    }
    void print()
    { cout<<"Singleton"<<endl; }
    static void initInstance()
    { new SingletonBase; }
};

SingletonBase* SingletonBase::theOnlyTrueInstance = 0;

class OtherBase : public Object
{
public:
    virtual string printSymbol() = 0;
    void print()
    { cout<<printSymbol(); }
};

class SingletonChild : public SingletonBase , public OtherBase
{
public:
    string printSymbol()
    {
        return "Test";
    }
    static void initInstance()
    { new SingletonChild; }
};

int main() {
    SingletonChild::initInstance();
    OtherBase* test = (OtherBase*) SingletonChild::instance();
    test->print();
    return 0;
}

如何让实例test 调用一个基类OtherBase 而不是Singleton 基类SingletonBase 的print 函数？

我尝试过test->OtherBase::print()，但没有成功。

【问题讨论】：

您只想让您的test 对象调用OtherBase 的print 方法而不是SingletonBase 的方法？
@MuhammadAhmad 是的，差不多就是这样。

标签： c++ inheritance design-patterns singleton static-variables

【解决方案1】：

@MuhammadAhmad 的回答基本上是正确的。我想补充一点，这里的主要问题是 C 风格的演员表允许你做一些你真的不想做的事情。因为您不能将SingletonBase 静态转换为OtherBase，所以C 样式转换正在执行reinterpret_cast，并且在结果指针上调用print() 是未定义的行为。如果你使用了static_cast，你会得到一个错误：

OtherBase* test = static_cast<OtherBase*>(SingletonChild::instance());

错误：从类型“SingletonBase*”到类型“OtherBase*”的静态转换无效

这可能让你意识到你需要做一些不同的事情。例如，您可以使用dynamic_cast 像这样向侧面投射。

【讨论】：

【解决方案2】：

SingletonChild 从SingletonBase 继承它的instance 方法，该方法返回一个指向SingletonBase 的指针。
所以调用SingletonChild::instance(); 会得到一个SingletonBase*，你不能简单地将其转换为OtherBase*

尝试先将其转换为SingletonChild*，然后再转换为OtherBase*：

OtherBase* test = (OtherBase*)((SingletonChild*)SingletonChild::instance());

然后像这样调用print方法：test->print();

请参阅code on ideone。

编辑：

你也可以这样实现：

SingletonChild* test = (SingletonChild*)SingletonChild::instance();
test->OtherBase::print();

也见this method in action。

【讨论】：

【解决方案3】：

您要做的是将 SingletonBase* 类型的对象转换为 OtherBase* 类型，这不可能因为SingletonBase 不是从OtherBase 派生的。如果您使用 dynamic_cast 而不是旧的、已弃用的 C 样式转换，您会立即意识到这种情况。

要解决这个问题，需要修改代码如下：

class Object
{
    virtual void print() = 0;
};

class SingletonBase : public Object
{
private:
    static Object* theOnlyTrueInstance;
protected:
    SingletonBase()
    {
        if(!theOnlyTrueInstance)
            theOnlyTrueInstance = this;
    }
    virtual ~SingletonBase(){}
public:
    static Object* instance()
    {
        if (!theOnlyTrueInstance) initInstance();
        return theOnlyTrueInstance;
    }
    void print()
    { cout<<"Singleton"<<endl; }
    static void initInstance()
    { new SingletonBase; }
};

Object* SingletonBase::theOnlyTrueInstance = 0;

class OtherBase : public Object
{
public:
    virtual string printSymbol() = 0;
    void print()
    { cout<<printSymbol(); }
};

class SingletonChild : public SingletonBase , public OtherBase
{
public:
    string printSymbol()
    {
        return "Test";
    }
    static void initInstance()
    { new SingletonChild; }
};

int main() {
    SingletonChild::initInstance();
    OtherBase* test = dynamic_cast<OtherBase*>(SingletonChild::instance());
    test->print();
    return 0;
}

您应该避免 C 风格的强制转换，因为您最终可能会像操作对象一样操作对象。

【讨论】：