如何使用共享基类重载派生类的运算符<<？

Question

我正试图在几个子类中重载operator<<。我有一个名为Question的超类，它有一个枚举值类型和一个字符串问题。这个类的子类是TextQuestion，ChoiceQuestion、BoolQuestion和ScaleQuestion。TextQuestion没有其他数据字段ChoiceQuestion有一个字符串向量，用于存储多项选择的可能性BoolQuestion没有其他数据字段ScaleQuestion有两个int值，low_和high_。

class Question {
public:
    enum Type{TEXT, CHOICE, BOOL, SCALE};
    Question():
        type_(), question_() {}
    Question(Type type, std::string question):
        type_(type), question_(question) {}
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Question& q);
    virtual void print(std::ostream& out) const;
    virtual ~Question();
    private:
    Type type_;
    std::string question_;
};
class TextQuestion: public Question {
public:
    TextQuestion():
        Question() {}
    TextQuestion(Type type, std::string question):
        Question(type, question) {}
    void print(std::ostream& out) const;
    virtual ~TextQuestion();
};
class ChoiceQuestion: public Question {
public:
    ChoiceQuestion():
        Question(), choices_() {}
    ChoiceQuestion(Type type, std::string question, std::vector<std::string> choices):
        Question(type, question), choices_(choices) {}
    void print(std::ostream& out) const;
    virtual ~ChoiceQuestion();
private:
    std::vector<std::string> choices_;
};
class BoolQuestion: public Question {
public:
    BoolQuestion():
        Question() {}
    BoolQuestion(Type type, std::string question):
        Question(type, question) {}
    void print(std::ostream& out) const;
    virtual ~BoolQuestion();
};
class ScaleQuestion: public Question {
public:
    ScaleQuestion():
        Question(), low_(), high_() {}
    ScaleQuestion(Type type, std::string question, int low = 0, int high = 0):
        Question(type, question), low_(low), high_(high) {}
    void print(std::ostream& out) const;
    virtual ~ScaleQuestion();
private:
    int low_, high_;
};

现在，我正在尝试重载运算符<lt；对于所有这些子类，我尝试使用这个例子

所以我在超类中创建了一个虚拟print函数，重载了每个子类中的print函数，超类中的operator<<调用print函数。

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Question& q) {
q.print(out);
return out;
}
void Question::print(std::ostream& out) const {
    std::string type;
    switch(type_) {
    case Question::TEXT:
        type = "TEXT";
        break;
    case Question::CHOICE:
        type = "CHOICE";
        break;
    case Question::BOOL:
        type = "BOOL";
        break;
    case Question::SCALE:
        type = "SCALE";
        break;
    }
    out << type << " " << question_;
}
void TextQuestion::print(std::ostream& out) const {
    Question::print(out);
}
void ChoiceQuestion::print(std::ostream& out) const {
    Question::print(out);
    out << std::endl;
    int size(get_choices_size());
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        out << choices_[i] << std::endl;
    }
}
void BoolQuestion::print(std::ostream& out) const {
    Question::print(out);
   }
void ScaleQuestion::print(std::ostream& out) const {
    Question::print(out);
        out << " " << low_ << " " << high_;
}  

我和示例中完全一样，但当我输出Questions时，它总是使用基类，只输出类型和问题。编译器从不使用子类。

Answer 1

1. 只有virtual函数允许根据对象的动态类型（给定基类的静态类型）进行调度。

2. 只有非静态成员函数才能是virtual。

3. operator <<不能是virtual，因为它不能是非静态成员函数，因为它的第一个参数必须是流。

4. 您可以从接受基类引用的operator <<中调用虚拟函数。

   从非虚拟函数调用虚拟函数，以保留未重写的接口方面，称为非虚拟习语。

啊，我在第一次阅读时没有看到任何virtual，但现在我看到了。如果你没有得到预期的子类行为，一个可能的罪魁祸首是切片，你创建了一个基类类型的对象，并从子类对象中为其赋值。

TextQuestion q( "What is hello, world?" ); // Original object
Question & qr( q ); // Reference, not another object
Question q2( q ); // Base class object with copied subset (slice) of data.
std::cout << q << 'n'; // Observe subclass behavior.
std::cout << qr << 'n'; // Observe subclass behavior due to dynamic typing.
std::cout << q2 << 'n'; // Observe superclass behavior due to slicing.    

Answer 2

不能重写类中的operator<<，因为它不能是成员（不能将this作为正确的操作数传递）。

相反，在每个子类中覆盖一个虚拟的print函数，并根据它定义全局/nanespace范围operator<<。