c++ - 使用多态时如何避免向下转换？

Question

考虑以下设计:

class RawDataBase
{
private:    
    std::string data;
};

class RawDataA : public RawDataBase
{
private:    
    int spec_data_for_a1;
    int spec_data_for_a2;
};

class RawDataB : public RawDataBase
{
private:    
    int spec_data__for_b;
};

class MessageBase
{
private:    
    int x;
    int y;
    int z;
public:
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        // extract x,y,z from raw.data
    }
};

class MessageA : public MessageBase
{
private:    
    int spec_data_for_a1;
    int spec_data_for_a2;
public:
    /* Here raw must be RawDataA*/
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        MessageBase::Decode(raw);
        RawDataA raw_data = static_cast<RawDataA*>(raw);
        // extract spec_data_for_a1, spec_data_for_a2 from raw_data
    }
};

class MessageB : public MessageBase
{
private:    
    int spec_data__for_b;
public:
    /* Here raw must be RawDataB*/
    virtual void Decode(RawDataBase *raw)
    {
        MessageBase::Decode(raw);
        RawDataB raw_data = static_cast<RawDataB*>(raw);
        // extract spec_data__for_b from raw_data       
    }
};

我在将 RawData 解码为 Message 时遇到设计问题。

RawData 有两种类型(RawDataA & RawDataB)。 RawDataA会被解码为MessageA，而RawDataB会被解码为MessageB。 RawDataA 和RawDataB 共享一些公共(public)数据，因此创建了RawDataBase 作为基类。从 MessageBase 派生的 MessageA 和 MessageB 也是如此。

然后，在MessageBase中添加一个虚拟的Decode函数，以RawDataBase对象作为参数。但是 MessageA 中有一些问题 和 MessageB。对于 MessageA，参数实际上应该始终是 RawDataA，因此必须在此处进行向下转换。但是有人说必须在代码中使用向下转换时一定存在设计问题。

所以我的问题是如何设计这里的代码以避免向下转换？

谢谢!

Answer 1

这里为了避免向下转换:

class MessageA : public MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataBase *raw) { ...}
}

你的代码必须变成这样:

class MessageA : public MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataA *raw) { ...}
}

这意味着 MessageBase 必须以某种方式变成:

class MessageBase {
    virtual void Decode(RawDataA *raw){...}
}

这可以使用这样的模板来完成:

class RawDataBase { /* ... */ };
class RawDataA : public RawDataBase { /* ... */ }; 
class RawDataB : public RawDataBase { /* ... */ };

template<typename T>
class MessageBase {

    using RawDataType = T;

    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...

};

class MessageA : public MessageBase<RawDataTypeA> {
    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...
};

class MessageB : public MessageBase<RawDataTypeB> {
    // ...

    virtual void Decode(RawDataType *raw){/* ... */}

    // ...
};