c++ - 在虚函数中访问派生类成员变量

Question

class Car {
    class BaseState {
       explicit BaseState(Car* vehicle) : mVehicle(vehicle) {}
       virtual void run() = 0;

       Car* mVehicle;
    }
    class State1 : public BaseState {
       explicit State1(Car* vehicle) : BaseState(vehicle) {}
       virtual void run() {
           // use data of Car
           ...
           doSomething();
       }
       virtual void doSomething() {
       }
    }
    class State2 : public BaseState {
    }
    ...
}

class Convertible: public Car {
    class State1 : public Car::State1 {
       explicit State1(Convertible* vehicle) : Car::State1(vehicle) {}
       virtual void doSomething() {
           static_cast<Convertible*>(mVehicle)->foldTop();
       }
    }
    class State2 : public Car::State2 {
    }
    ...
    void foldTop() {}
}

所有States都是从BaseState派生出来的，所以它们都有成员变量mVehicle来访问外部类变量。但是，在每个派生类中，在每个State的所有函数中，都需要static_cast来访问派生类的成员变量和函数。

有更好的解决方案吗？

1. 在派生类的每个状态中，添加另一个指针(例如，Convertible *mConvertible)。每个 State 都有指向同一个对象的重复指针(mConvertible 和 mVehicle)。看起来不对。
2. 在基类中使用虚拟 Getter 而不是 mVehicle。基类中会出现过多的Getter调用。

============================================= ========================

是的。我试过下面的模板，但它无法编译，因为像

这样的错误

"car.h: 在成员函数‘virtual void Car::State1::run()’中:car.h:18:12: 错误:“mVehicle”未在此范围内声明".

// car.h
#include <iostream>

template <class T>
class Car {
public:
    class BaseState {
    public:
       explicit BaseState(T* vehicle) : mVehicle(vehicle) {}

    protected:
       T* mVehicle;
    };

    class State1 : public BaseState {
    public:
       explicit State1(T* vehicle) : BaseState(vehicle) {}
       virtual void run() {
           mVehicle->x = 1;
           mVehicle->y = 2;
           mVehicle->doSomething1();
           mVehicle->doSomething2();
           processEvent();
       }
       virtual void processEvent() {
           if (mVehicle->val > 2) {
                std::cout << "too large" << std::endl;
           }
       }
    };

    class State2 : public BaseState {
    public:
       explicit State2(T* vehicle) : BaseState(vehicle) {}
       virtual void run() {
           mVehicle->x = 10;
           mVehicle->y = 20;
           processEvent();
       }
       virtual void processEvent() {
           if (mVehicle->val > 20) {
                std::cout << "too large" << std::endl;
           }
       }
    };

    virtual void doSomething1() {
        val += x * y;
    }

    virtual void doSomething2() {
        val += x + y;
    }

protected:
    int x;
    int y;
    int val;

};

// convertible.h
#include "car.h"
#include <iostream>

class Convertible : public Car<Convertible> {
protected:
    class State1 : public Car<Convertible>::State1 {
       explicit State1(Convertible* vehicle) : Car<Convertible>::State1(vehicle) {}
       // want to override functions in base class states
       virtual void processEvent() {
           if (mVehicle->val > 10) {
                std::cout << "too large" << std::endl;
                mVehicle->val = 10;
           }
       }
    };

    // want to override some base class functions
    // and access some special variables
    // want to inherit other functions
    virtual void doSomething2() {
        z = 10;
        val += x + y + z;
    }

protected:
    int z;
};

如果我使用 State1(Car* vehicle)而不是 State1(T* vehicle) , 存在额外的转换错误。我做错了什么？

如果程序能算出Convertible::State1::processEvent()应该执行，为什么不能自动投mVehicle来自 Car*至 Convertible* ？显然 mVehicle指向 Convertible Convertible::State1::processEvent() 时的对象被推导出来。如果有自动转换，我们不需要模板。

Answer 1

使用模板。

从 Car 中删除指针内部类(使它们成为充满纯虚函数的抽象类)。

添加新模板类 CarT (或考虑更好的名字)

template <typename T>
class CarT {

class CarHolder {
   explicit CarHolder(T* car) : car(car) {}
   T* car;
};
class State1 : public Car::State1, protected CarHolder {
   explicit State1(Car* vehicle) : CarHolder(vehicle) {}
   virtual void run() {
       // use data of Car
       ...
       doSomething();
   }
   virtual void doSomething() {
   }
};
class State2 : public Car::State2 {
};
...
};

这样你将拥有 Car 的运行时多态性它是 State的和良好的派生类编译时多态性(这反过来将消除对丑陋 static_cast 的需求)

class Convertible: public CarT<Convertible> {
    typename CarT<Convertible> Base;
    class State1 : public Base::State1 {
       explicit State1(Convertible* vehicle) : Car::State1(vehicle) {}
       virtual void doSomething() {
           car->foldTop();
       }
    }
    class State2 : public Base::State2 {
    }
    ...
    void foldTop() {}
}

class Convertible : public CarT<Convertible>可能看起来很奇怪，但它会起作用(CarT 仅将模板参数用作指针，如果将其用作值成员，则可能会出现一些问题)