没有类型转换的模板派生 class 的 C++ 访问成员

Question

是否可以使用指向基 class 的指针访问派生 class 的成员？

// Example program
#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <string>

class A {
    public:
    std::string x = "this is the wrong x\n";
    };

template <class T>
class B : public A {
    public:
    T x;
    };

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<A>> vector;
    auto i = std::make_unique<B<int>>();
    i->x = 6;
    vector.push_back(std::move(i));
    for(auto &element : vector){
        std::cout << element->x;
    }
}

这里我总是得到classA的输出。我无法对其进行类型转换，因为我事先不知道该元素是类型A还是类型B。有没有正确的方法来做到这一点？

Answer 1

正确的方法是创建一个 virtual 函数来执行打印等任务。

class A {
public:
    std::string x = "this is the wrong x\n";
    virtual ~A() = default;
    virtual void print() const { std::cout << x; }
};

template <class T>
class B : public A {
public:
    T x;
    virtual void print() const override { std::cout << x; }
};

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<A>> vector;
    auto i = std::make_unique<B<int>>();
    i->x = 6;
    vector.push_back(std::move(i));
    for(auto &element : vector){
        element->print();
    }
}

Answer 2

如果您有一个指向基 class 的指针，您只能访问在该基 class 上定义的内容（无需类型转换）。对于所有编译器所知，它是基类 class 的一个实例并且没有其他任何东西。

多态行为涉及使用 virtual 函数 - 派生的 classes 可以在调用基础 class 的 virtual 函数时更改调用哪个函数。请注意，成员不存在此机制（您会更改成员的哪些内容？只有类型，在派生的 class 中更改它毫无意义）。因此，您可以使用指向应该具有自定义行为的基 classes 的指针做的唯一有意义的事情是调用它们的虚函数。

现在，您可能会想到"ok, I'll just make access to x go through a virtual function"，但这里的问题是您已经在基class 中声明虚函数时必须指定涉及的类型。这是有道理的：编译器需要知道函数涉及哪些类型，即使是虚拟函数。您只能在重写函数中传递和 return 不同的类型，如果它们是 "compatible" - 请参阅 covariance and contravariance 了解更多信息。

所以除非你所有的 T 都是协变的，否则虚函数也帮不了你。

您的概念的核心缺陷是您希望非模板函数中的某些类型（即 element->x）取决于某些对象的动态类型（即 element）。这是不可能的，因为编译器必须在编译时知道每个表达式的类型。所以你必须以不同的方式处理你的问题。

没有类型转换的模板派生 class 的 C++ 访问成员

C++ access member of templated derived class without typecast

c++

smart-pointers

vector

derived-class