c++ - 多态性的良好实践

Question

假设一个 Domain 存储指向 Shape 的指针。确切的形状(Triangle 或 Rectangle)在编译时未知，在读取输入后会很清楚。在运行时，我可能需要访问派生结构的变量，但这是不可能的，因为指针指向基础结构。我找到了另一种解决方案，即执行“开启类型”，但正如答案 here 中指出的那样，不鼓励这样做.他还说

When you use polymorphism, you shouldn't need to care about what's behind a base class reference/pointer.

嗯，在这种情况下，我很在意，所以听起来我不应该使用多态性。我想我在下面做的是一个糟糕的设计，但是解决这个问题的好的设计是什么？

struct Shape
{
    int common_variable;
};

struct Triangle: Shape
{
    int triangle_specific_variable;
};

struct Rectangle: Shape
{
    int rectangle_specific_variable;
};

struct Domain
{
    Shape* shape;
};

int main()
{
    Domain domain;
    //domain.shape = new Triangle(); // depends on input.
    //domain.shape = new Rectangle(); // depends on input.

    return 0;
}

Answer 1

您的问题清楚地表明需要多态性，因为您想要处理三角形、矩形等，并且您知道所有这些都是形状。

为什么不建议使用开关访问特定数据？

因为这恰恰与多态设计相反。而不是处理形状、绘制它们、计算它们的面积等……您总是需要知道形状的类型和代码特定的行为。

想象一下，您已经完成了您的代码，然后您发现您还需要正方形和圆形:维护它会是一场多么可怕的噩梦。

如何解决？

您必须从具体类中抽象出来并定义可以对一般形状执行的一般操作。然后将这些操作定义为虚函数，在您使用域的代码中，只需调用虚函数即可。

要进一步概括，您可以使用从流中返回形状的工厂方法，而不是从类中创建对象。

示例:

class Shape
{
public: 
    virtual void scale(double scale_factor)=0; 
    virtual void rotate(double angle)=0; 
    virtual void draw(window w)=0; 
    virtual Shape* clone()=0; 
    virtual ~Shape() {}
}; 

class Triangle: public Shape
{
    Point A, B, C; 
public: 
    Triangle (Point a,Point b, Point c) : A(a), B(b), C(c) { }
    void scale(double scale_factor) override; 
    void rotate(double angle) override; 
    void draw(window w) override; 
    Shape* clone() { return new Triangle(*this); }      
};

...

int main()
{
    Domain domain, domain2;
    Window wnd = CreateWindow(...);  // depends on your GUI library
    Point a,b,c; 
    cin >> a >> b >> c; 
    domain.shape = new Triangle(a,b,c); 

    // Once the object is constructed no need to know the details of the shape here
    domain.shape->rotate(45); 
    domain2.shape = domain.shape->clone(); 
    domain.shape->draw(wnd); 
    ...
    return 0;
}

请注意，使用智能指针比使用原始指针更安全；