c++ - 多态性和动态转换

Question

所以我正在开发一个基于文本的角色扮演游戏，但我遇到了一个问题。我目前正致力于从角色的库存中装备武器。我正在努力做到这一点，以便我的程序可以判断他们想要装备的元素是否属于 Weapon 类或不。这是相关代码的剪辑:

 Item tempChosenWeapon = myInventory.chooseItem();
cout << tempChosenWeapon.getName() << endl;
Item *chosenWeapon = &tempChosenWeapon;
cout << chosenWeapon->getName() << endl;//THE CODE WORKS UP TO HERE

Weapon *maybeWeapon = dynamic_cast<Weapon*>(chosenWeapon);
cout << maybeWeapon->getName() << endl;

现在，Weapon是 Item 的子类，这就是我使用动态转换的原因——试图改变 chosenWeapon , 类型为 Item , 输入 Weapon为了比较这两个类。 (我在 or 中使用这些 cout<< 来测试从这些对象调用函数是否有效)。

我的程序可以编译，并且一切正常，直到我们到达 maybeWeapon->getName() ，其中程序崩溃。我已经研究了很多，但我只是不明白我做错了什么。非常感谢任何答案或替代建议!谢谢!

Answer 1

问题

问题是您尝试对 Weapon 进行动态转换，但实际上指向的对象是一个真正的拷贝构造的 Item 而不是子类。当您取消引用时，这会导致 nullptr 和 UB!

为什么？

假设您的 list 中只有 Weapon 对象。代码段中的第一条指令是罪恶的根源:

    Item tempChosenWeapon = myInventory.chooseItem();

这是声明是Item对象的复制构造。如果源对象是 Weapon，它将是 sliced .

稍后您获取指向此对象的指针:

    Item *chosenWeapon = &tempChosenWeapon;

但是这个 Item* 并没有像你想象的那样指向一个 Weapon 对象。它指向一个真正的原始 Item 对象!因此，当您在此处进行动态转换时:

    Weapon *maybeWeapon = dynamic_cast<Weapon*>(chosenWeapon);

代码会发现 choosenWeapon 不是 Weapon*，dynamic_cast 的结果将是 nullptr。到目前为止，这不一定是一场灾难。但是当你随后取消引用这个指针时，你会得到 UB:

    maybeWeapon->getName()     // OUCH !!!!!! 

解决方案

检查 dynamic_cast 是否成功(即结果不是 nullptr)是防止崩溃的保护措施，但不会解决您的根本问题。

问题甚至可能比预期的更深:myInventory.chooseItem() 实际上返回什么类型？它是一个普通的 Item 吗？那么您的库存中可能已经存在切片问题!

如果要使用多态:

• 您必须使用指针(最好是智能指针)或引用，以免丢失对象的原始类型，就像这里发生的那样。
• 如果您需要复制多态对象，您不能只对 Item 使用赋值:您需要调用多态 clone() 函数，并且确保此克隆的目标具有兼容的类型。

从一个解决方案开始，它是这样的:

Item* chosenWeapon = myInventory.chooseItem();  // refactor choosItem() to return a pointer.
cout << chosenWeapon->getName() << endl; 
Weapon *maybeWeapon = dynamic_cast<Weapon*>(chosenWeapon);
if (maybeWeapon) 
    cout << maybeWeapon->getName() << endl;
else cout << "Oops the chosen item was not a weapon" <<endl; 

如果这仍然无效，那么您的库存容器可能存在缺陷。在这种情况下，请查看 this question在使用您的容器代码打开一个单独的问题之前