c++ - 使用多态时在子对象之间转换？

Question

我遇到了一个可能与我的设计有关的问题，但我想要有关如何改进它的建议。本质上，我有一个父类，它有几个子类，我需要能够在子类之间进行转换。但是，在我当前的设计中要转换的对象使用多态和父类指针。我这样做是因为最终使用哪个子类是由用户输入决定的。我想出了三种方法来解决这个问题:

1. 实现一个单独的“转换器”类，可以将每个子类转换为另一个子类。
2. 声明将每个子类转换为其他子类的虚函数。 (这会产生循环依赖，我认为这不是一个好主意...)
3. 在对象中包含一个枚举数据成员，说明它们是哪种类型，这样我就可以在转换时使用 switch() 语句。

还有其他我应该考虑的方法吗？这是一些我认为可以展示我想要做的事情的代码。

class Rotation
{
   public:
      void  Set();
      Vector Get();
      virtual void Rotate(float amount);
      virtual void SetFromQuaternion(Vector t_quaternion);
   private:
      Vector m_rotation;
}

class EulerAngles : Rotation
{
   public:
     void Rotate(float t_amount);
     void SetFromQuaternion(Vector t_quaternion);
}

class Quaternion: Rotation
{ 
  public:
     void Rotate(float t_amount);
     void SetFromQuaternion(Vector t_quaternion);//Just copies data
}
class RigidBody
{
  public:
     RigidBody(Rotation *t_rotation);
     Rotation GetRotation();
     void SetRotationFromQuaternion(Vector t_rotation) {m_rotation->SetRotationFromQuaternion(t_rotation);}
  private:
     std::unique_ptr<Rotation> *m_rotation;
}
int main()
{
   //Argument is based on user input file, but euler angles are used as an example
   Rigidbody body_1 = RigidBody(new EulerAngles());
   // I want to rotate using quaternions to avoid singularities, but then convert back to euler angles. So here's where I would convert. How should I do this?
   Quaternion temp_quaternion = (Quaternion)body_1.GetRotation();
   temp_quaternion.Rotate(amount);
   body_1.SetRotationFromQuaternion(temp_quaternion.Get());

   return;
}

请注意，我的实际代码更复杂。我的问题更多地与总体设计“最佳实践”有关。提前致谢!

Answer 1

如果您使用多态性，您唯一能做的就是使用 dynamic_cast 恢复原始类型。示例:

Rotation * r = new Quaternion;
Quaternion * q = dynamic_cast<Quaternion*>(r);

现在，如果您想将一个子类转换为另一个子类，我想您已经知道 dynamic_cast 会失败，因为内部类型不是 EulerAngles 而是 四元数.

要做到这一点，据我所知，你别无选择，你必须自己转换。换句话说，编写一个转换器函数。

添加一个数据成员来给你对象的类型的想法很好，但是还不够。在任何情况下，如果您有一个 Rotation* 实际上是一个 Quaternion*，您仍然需要一个转换器来获得 EulerAngles*从它。

根据你的想法，你可以这样写:

// Here, I assumed that you will make the Rotation class pure virtual (I know that you didn't, but I think you should, and this only is an example)
enum class ROTATION_T {QUATERNION, EULERANGLES};

Rotation * convert(const Rotation * r)
{
   // We assume here than the class Rotation has the attribute rotation_type saying the type.
   if(r->rotation_type == ROTATION_T::QUATERNION)
   {
      // convert the Quaternion and return a EulerAngles*
   }
   else
   {
      // convert the EulerAngles and return a Quaternion*
   }
}

我永远不会假装这是唯一的解决方案，但这是一种实现方式。

我希望它可以/将对您有所帮助。