c++ - 抽象类继承和智能指针容器

Question

我正在创建一个具有子类的抽象几何类。但是，我想要类(class) RightCircularCone也有自己的私有(private)变量来定义它的顶点坐标，这样抽象类对于 Sphere 类型的对象来说内存大小就不是不必要的大了。不需要存储顶点变量。但是，我似乎无法访问 RightCircularCone 的函数和变量。当我从使用智能指针的容器中加载它们时，因为它一直被定义为其父类 Shape .任何人都可以看到出了什么问题吗？!欣赏它!

/* shapes.hpp */
class Shape{
    public:
        unsigned int color;
        float radius;
        float x,y,z;
    public:
        void SetSpatial(float radius, float x, float y, float z);
        unsigned int GetColor(void);
        void SetColor(unsigned int color);
        virtual bool PointInside(const std::array<double,3> &point)=0;
};

class RightCircularCone : public Shape{ 
    private:
        float Ax,Ay,Az;
    public:
        bool PointInside(const std::array<double,3> &point);
        void SetApex(float x, float y, float z);
        void PrintApex();
};

class Sphere : public Shape{
    public:
        bool PointInside(const std::array<double,3> &point);
};

上面定义的类在另一个 .cpp 文件中使用，其中定义了类的方法:

#include "../../include/part.hpp" /* includes shapes.hpp in turn */

void Part::ReadPartFile(std::string partfile){
    try{
        std::ifstream dataFile;
        dataFile.open(partfile);
        //do checks, error badbits etc...
        std::string word;
        unsigned int counter=0;
        while(!dataFile.eof()){
            dataFile >> word;
            if(word == "sphere"){
                auto newSphere = std::make_shared<Sphere>();
                // load variables into objects from file by checking each word by using setColor and setSpatial
                shapeList[counter++] = newSphere;
            } else if(word == "rccone"){
                auto newRccone = std::make_shared<RightCircularCone>();
                // load variables into objects from file by checking each word by using setColor and setSpatial and setApex
                shapeList[counter++] = newRccone;
            }
        }
        dataFile.close();
    } catch(std::ifstream::failure e) {
        //do exception handling here if necessary
}

现在，当我在 map 上使用迭代器时 std::map<unsigned int, std::shared_ptr<Shape> > shapeList;如 part.cpp 中所定义我永远无法访问子类的方法Sphere和 RightCircularCone因为 map 返回类型 Shape ，虽然我用的是智能指针!!!任何人都知道为什么和潜在的解决方法(或设置类(class)的更简洁的方法)？谢谢!

//编辑:

这是我得到的错误:

error: no member named 'PrintApex' in 'Shape'
                                iterator->second->PrintApex();

Answer 1

想一想。您创建一个 shape 的 shared_ptr vector 。就 vector 而言，您在其中存储 Shape 实例，而不是 Sphere 或其他任何东西。

现在，您碰巧用 Sphere 初始化了 Shape 实例，并将该 Sphere 的 ptr 存储到 vector 中。下一项是 RightCircularCone，同样存储为 Shape。

您访问第一个元素，就此时编译器所关心的而言，您只有一个 Shape。它无法推断出实际类型，因为这发生在运行时。因此，就编译器而言，无论 Shape 类包含什么，您都有一个 Shape 实例。

现在，您需要以某种方式通知编译器您想要使用的类型，以便它可以找到您想要访问的方法。为此，您使用 dynamic_cast 来指定这是一个 Sphere 的意图，并且您应该有权访问 Sphere 成员。

有关 dynamic_cast 的更多详细信息，请在此处 http://en.cppreference.com/w/cpp/language/dynamic_cast

编辑。关于设计的注释。

原则上，您希望将尽可能多的工作卸载给编译器。如果有编译器可以做的事情，就让他去做。因此，如果您想为 Shape 的每个子类做一些不同的事情，而不是检查 Shape 类型的字符串文字，您可以使用作用于特定类型的虚拟专用函数。例如

virtual void printMe(Sphere & sphere) {
cout << "This is a sphere with radious x" << endl;
} 

virtual void printMe(RightCircularCone & cone) {
cout << "This is a cone" << endl;
}

//and you use like 

for (auto & shape: shapes) { printMe(shape); } 

//and the correct functions are resolved automagically

它可能看起来有点多，但从长远来看，它实际上更简单，因为您将功能的选择工作交给了其他人。