必须 "ask which exact type an object has" 是否总是表示设计不好？

Question

在 SO 的几个地方，声称必须知道对象的确切类型并基于此做出决定（以 if-then-else 方式）指向设计缺陷，例如here。

我想知道是否总是这样。在当前的一个小型教育项目（我用来学习 C++）中，我想实现算术结构，即项（例如 (3+4)*x-5）和方程（x=3*y+z）。现在，从结构的角度来看，方程式与项非常相似（特别是它们都可以使用 Shaunting-yard algorithm 进行解析），所以我创建了一个基础 class math_struct 两者 equation 和 term 派生自：

class math_struct;
class term : public math_struct {...};
class equation : public math_struct {
    void resolve_to(std::string subTerm);
    ...
};

equation 有一个术语 resolve_to 没有的方法（因为方程可以解析为变量，而术语不能），但除此之外它们是相等的。

现在我有一种方法可以从字符串中解析 math_struct：

static std::unique_ptr<math_struct> parse_math_struct(std::string formula);

结果 math_struct 可以是项或方程，具体取决于输入字符串的形式。要知道它是哪个，我必须进行 typeid 检查并执行转换以使用 resolve_to 成员函数（如果可用）。

这是设计缺陷吗？我该如何改进它？

Answer 1

我不知道我是否会称它为 "flaw"，但我想说设计可以改进。检查类型以查看是否可以调用 resolve_to 的一个潜在问题是，如果出于某种原因，您发现需要从 math_struct 派生的第三个 class，则检查可能会中断。（有数学背景的人应该知道，想不出原因不代表没有原因。）

一个更强大的选择是向基础 class 添加一个虚函数，一个简单的布尔值 returns true 如果你可以调用 resolve_to.

一个更好的选择可能是考虑如果您正在处理的事情不是一个方程式，您会怎么做。

To know which it is, I have to do a typeid check and perform a cast to use, if available, the resolve_to member function.

如果resolve_to成员函数不可用怎么办？为什么不在基础 class 上有一个虚函数被重写为 terms 做那件事并被重写为调用 resolve_to 为 equations？（或者那是 resolve_to for equations。）

可能在某些情况下，最好的选择是 "ask which exact type an object has"，但我不相信就是这样。（我知道有一个 XML 解析器依赖于这种技术；我还没有分析它是否可以改进。）

Answer 2

您将无法编写通用的 resolve_to。对于不同类型的方程式，您需要一些不同的变体。是的，linear_equation 很简单。 quadratic_equation 并不难。三阶和四阶多项式仍然可以求解，仅此而已 - 可证明。

无论哪种方式 - 您需要一些 resolve_to 变体的事实表明您需要一些类从 equation 派生的变体，而您需要知道的是一个对象是否IS-A equation。确切的类型是没有意义的。

必须 "ask which exact type an object has" 是否总是表示设计不好？

Does having to "ask which exact type an object has" always indicate bad design?

c++

casting

derived-class