c++ - 检查基类对象的子类 - 继承

Question

我需要在执行时知道我正在使用的基类对象的子类型。

首先，我有一个名为 Element 的基类。然后，我有几个名为 Car、Adult... 的子类，它们都派生自 Element。在我的代码的某些部分，我创建了一些我存储在 Element 数组中的类型的对象。

当我遍历数组并尝试恢复对象的主要类型时，问题就来了。

我一直在尝试使用 dynamic_cast 来做到这一点，但每个 Element 都可以成功地转换为 Car、Adult，或其他...

这是代码:

Element elements[3];
Car c;
Adult a1;
Adult a2;
elements[0] = c;
elements[1] = a1;
elements[2] = a2;
int numElements = 3;
for(int i = 0; i< numElements; i++){
    if(dynamic_cast<Adult*>(&elements[i]) == nullptr){
        cout << "Its an adult" << endl;
    }else{
        cout << "Sth else" << endl;
    }
}

这就是结果:

Its an adult
Its an adult
Its an adult

这是子类代码:

class Car : public Element{
    ...
};

class Adult : public Element{
    ...
};

Answer 1

您的代码有两个问题。

一个，Element elements[3];创建一个Element对象数组。不是“派生自 Element 的类的对象”。您不能在这样的数组中存储除 Element 以外的任何内容，任何这样做的尝试都会导致 object slicing。 : 源对象的非 Element 部分被切掉(丢弃)，只有 Element 部分进入。

如果要动态多态，就得用指针或者引用，通常还要动态分配。在您的情况下，这可能看起来像这样:

std::unique_ptr<Element> elements[3];
Car c;
Adult a1;
Adult a2;
elements[0] = std::make_unique<Car>(c);
elements[1] = std::make_unique<Adult>(a1);
elements[2] = std::make_uniuqe<Adult>(a2);

或者，如果您想避免复制对象:

std::unique_ptr<Element> elements[3];
auto c = std::make_unique<Car>();
auto a1 = std::make_unique<Adult>();
auto a2 = std::make_unique<Adult>();
elements[0] = std::move(c);
elements[1] = std::move(a1);
elements[2] = std::move(a2);

或者直接在数组中创建它们:

std::unique_ptr<Element> elements[3];
elements[0] = std::make_unique<Car>();
elements[1] = std::make_unique<Adult>();
elements[2] = std::make_unique<Adult>();

第二，您误解了dynamic_cast 的结果。如果 dynamic_cast 成功，它返回转换为适当类型的指针。如果失败，它返回一个空指针。您的情况是相反的，因为您将 == nullptr 解释为成功。循环实际上应该是这样的(使用第 1 点的 unique_ptr):

for(int i = 0; i< numElements; i++){
    if(dynamic_cast<Adult*>(elements[i].get())){
        cout << "Its an adult" << endl;
    }else{
        cout << "Sth else" << endl;
    }
}

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一些旁注:

• 由于您的 Element 用作多态基类，因此它应该有一个虚拟析构函数。否则，使用 Element 类型的指针删除派生自 Element 类型的动态分配对象将导致未定义行为(很可能是内存损坏)。

• 如果您的 Element 只是作为一个抽象基础，并且您从不期望类型完全是 Element 的对象(不是从它派生的)存在，您应该通过给 Element 至少一个纯虚函数 (virtual void foo() = 0;) 使它抽象。如果它是一个真正的基类，它可能自然会包含一些候选者。

• 在使用基类时需要知道确切的派生类型通常是糟糕设计的标志。理想情况下，Element 应包含虚函数，涵盖您可能需要以类型抽象方式对对象执行的所有功能。当然，也存在异常(exception)情况，但您可能应该重新评估您的设计，以确保那些 dynamic_casts 确实是必需的。