为什么虚函数会破坏我的转换？

Question

我正在努力扩展以下代码：

#include <iostream>

class XmlTree {};

class Base
{
protected:
    int var;
public:
    Base(int var) : var(var) {}
    virtual ~Base() {}
};

class Derived : public Base
{
public:
    void SerializeTo(XmlTree& tree) const { std::cout << var << std::endl; }
    void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) { var = 2; }
};

void operator<<(XmlTree& tree, const Base& b) { static_cast<const Derived&>(b).SerializeTo(tree); }
void operator>>(const XmlTree& tree, Base& b) { static_cast<Derived&>(b).DeserializeFrom(tree); }

int main() {
    Base b(1);
    XmlTree tree;
    tree << b;
    tree >> b;
    tree << b;
}

此代码工作正常，并按预期打印“1”和“2”。

但是现在我想实现这样一个接口：

class XmlInterface
{
public:
    virtual void SerializeTo(XmlTree& tree) const = 0;
    virtual void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) = 0;
};

class Derived : public Base, public XmlInterface
{
public:
    virtual void SerializeTo(XmlTree& tree) const override { std::cout << var << std::endl; }
    virtual void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) override { var = 2; }
};

TL;DR: 我怎样才能让它工作？

我尝试使用 dynamic_cast 和虚拟析构函数使类多态。我还尝试实现一个从 Base 到 Derived 的显式向下转换构造函数，但我惨遭失败。

PS：改变 'Base' 不是一个选项。

Answer 1

b 不是 Derived 对象，因此将其转换为 Derived 是 未定义行为 .

在第一个示例中，正确的解决方案是将序列化方法移动到 Base 中并使它们成为 virtual/abstract，以便 Derived 可以覆盖它们。然后创建一个 Derived 对象并从您的运算符中删除强制转换：

#include <iostream>

class XmlTree {};

class Base
{
protected:
    int var;
public:
    Base(int var) : var(var) {}
    virtual ~Base() {}
    virtual void SerializeTo(XmlTree& tree) const = 0;
    virtual void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) = 0;
};

class Derived : public Base
{
public:
    Derived(int var) : Base(var) {}
    void SerializeTo(XmlTree& tree) const override { std::cout << var << std::endl; }
    void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) override { var = 2; }
};

void operator<<(XmlTree& tree, const Base& b) { b.SerializeTo(tree); }
void operator>>(const XmlTree& tree, Base& b) { b.DeserializeFrom(tree); }

int main() {
    Derived d(1);
    XmlTree tree;
    tree << d;
    tree >> d;
    tree << d;
}

在第二个例子中做类似的事情：

#include <iostream>

class XmlTree {};

class Base
{
protected:
    int var;
public:
    Base(int var) : var(var) {}
    virtual ~Base() {}
};

class XmlInterface
{
public:
    virtual void SerializeTo(XmlTree& tree) const = 0;
    virtual void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) = 0;
};

class Derived : public Base, public XmlInterface
{
public:
    Derived(int var) : Base(var) {}
    void SerializeTo(XmlTree& tree) const override { std::cout << var << std::endl; }
    void DeserializeFrom(const XmlTree& tree) override { var = 2; }
};

void operator<<(XmlTree& tree, const XmlInterface& intf) { intf.SerializeTo(tree); }
void operator>>(const XmlTree& tree, XmlInterface& intf) { intf.DeserializeFrom(tree); }

int main() {
    Derived d(1);
    XmlTree tree;
    tree << d;
    tree >> d;
    tree << d;
}

Answer 2

将 b 定义为 Base 类型并调用运算符 << 时，操作数被转换为 Derived&，您会产生未定义的行为，因为 b 不是 Derived 类型。未定义的行为意味着一切都可能发生，包括程序按预期工作。稍微更改设置可以产生不同的 "undefined behaviour"，这就是您可以观察到的结果。

为什么虚函数会破坏我的转换？

Why does a virtual function break my casting?

c++

casting

virtual

downcast