C++中的动态特设多态性

Question

在我的C++代码中，我有一组类A1, A2, ...,，它们都是从一个类A派生的。我还有一个向量v<*A>，它包含指向所有类型为A的对象的指针。我想实现一个函数foo(A *x, A *y)，它是x和y类型的动态自组织多态函数。更具体地说，假设A是Shape，A1, A2, ...,是Circle, Rect, ...,，foo是intersects(Shape *x, Shape *y)。

对于我关心的A的派生类型的组合，我可以用foo(A1 *x, A2 *y)之类的声明重载foo，但这对我的向量v引用的对象不起作用，因为函数重载与虚拟方法不同，是静态处理的。我也不能使用形式为A1::foo(A2 *y)的虚拟方法，因为这只动态解析方法类(A1(的类型，而不是参数(A2(的类型。

我想到的唯一解决方案是实现foo，如下所示：

void foo(A *x, A*y) {
if (A1* a1 = dynamic_cast<A1*>(x)) {
if (A1* a1 = dynamic_cast<A1*>(y)) {
...
}
...
}
if (A2* a2 = dynamic_cast<A2*>(x)) {
if (A1* a1 = dynamic_cast<A1*>(y)) {
...
}  
...
}
...
}

然而，我一直被告知，采用动态演员阵容很少是个好主意。有没有更惯用的方法来实现这一点？

Answer 1

这是双重调度。访问者模式可以实现这一点。您需要一个虚拟函数，使第一种类型具体化以应用访问者。然后你需要另一个虚拟函数来使第二种类型具体化并返回访问者：

struct Shape
{
// Each derived class simply calls visit with the concrete type:
//     return visitor.visit(*this);
virtual bool accept(const IntersectionVisitor& visitor) const = 0;
// Each derived class return a visitor which knows how to calculate
// the intersection of this particular class type with all types of
// shapes. The visit() overrides of this visitor have access to both
// concrete shape types.
virtual IntersectionVisitor intersection_visitor() const = 0;
};
struct IntersectionVisitor
{
// Calculate the intersection of this concrete shape with a Circle
virtual bool visit(const Circle&) = 0;
// Calculate the intersection of this concrete shape with a Rect
virtual bool visit(const Rect&) = 0;
};
bool intersects(const Shape& shape1, const Shape& shape2)
{
return shape2.accept(shape1.intersection_visitor());
}

仅仅因为你可以并不意味着你应该。你可以用变体更简单地做到这一点：

using Shape = std::variant<Circle, Rect, ...>;
bool intersects(const Circle&, const Circle&) { ... }
bool intersects(const Circle&, const Rect&) { ... }
// all shape combinations, like before
// Visitation is just std::visit:
bool intersects(const Shape& shape1, const Shape& shape2)
{
return std::visit([](const auto& s1, const auto& s2) {
return intersects(s1, s2);
}, shape1, shape2);
}