派生中纯虚基方法的特化class

Question

我想知道是否有一个通用的 way/pattern 让派生的 class 在给定的基础 class.[=17 中有一个更专业的纯虚方法版本=]

class Base {
public:
    Base() = default;
    virtual ~Base() = 0;
    virtual void foo(int bar) = 0;
};
inline Base::~Base() {}

class Derived public Base {
public:
    Derived() = default;
    ~Derived() = default;
    void foo(int bar) override {/*...*/}
};

class SpecializedDerived : public Base {
public:
    SpecializedDerived() = default;
    ~SpecializedDerived() = default;
    void foo(int bar, double additionalParameter) override {/*...*/}
};

SpecializedDerivedclass中的override是不可能的，因为方法的签名与纯虚Baseclass中的不对应。

现在，有没有办法实现所描述的设计？有没有一种方法可以实现 "more specialized methods" 因为有 class 继承可以让你实现 "more specialized classes"?

打字的时候我想我的愿望更像是一种"Dude, I just want you to provide an iterate(.) function of some sort!"东西。

到目前为止我想到的唯一想法是

class Base {
public:
    Base() = default;
    virtual ~Base() = 0;
    virtual void foo(int bar) = 0;
};
inline Base::~Base() {}

class SpecializedDerived : public Base {
public:
    SpecializedDerived(double addParam) : additionalParam_(addParam) {}
    ~SpecializedDerived() = default;
    void foo(int bar) override {
        iterate(bar, additionalParam_);
        return;
    }
private:
    double additionalParam_;
    void foo(int bar, double additionalParam) {/*...*/}
};

这个内部函数调用实际上是多余的，您可以这样做：

class SpecializedDerived : public Base {
public:
    SpecializedDerived(double addParam) : additionalParam_(addParam) {}
    ~SpecializedDerived() = default;
    void foo(int bar) override {/* code using additionalPara_ */}
private:
    double additionalParam_;
};

Answer 1

从阅读 Wikipedia+ contravariance 开始。这个想法是 child 可以用一个接受更广泛接口的函数覆盖一个函数。该函数必须接受旧接口，但也可以扩展它。这个想法是不打破对基数 class.

具有 reference/pointer 的代码的期望

请注意，目前C++不支持逆变，所以这只是学术讨论。

您代码中的覆盖函数不接受对旧接口的调用，因此不算作逆变。已覆盖：

virtual void foo(int bar):

覆盖：

void foo(int bar, double additionalParameter) override {/*...*/} };

正确的方法是在C++中手动遵循逆变原则。这或多或少是你试图做的。您需要覆盖：

void foo(int bar) override

并让它调用带有附加参数的函数。对于 classes 的用户来说，这似乎是逆变（带有一个额外的默认参数）。

注意：用常规函数重载虚函数是危险的，并且会导致问题。重载函数会隐藏 parent 中具有相似名称的函数。除非小心处理，否则这可能会导致混乱和错误。 override关键字使问题不那么严重，但仍然存在一些风险。

Answer 2

为什么需要 matchnig 签名？

多态性和虚函数背后的思想是，调用者不必知道它使用的对象的真实 class 的任何细节：

示例：

Base *my_object = find_dynamically_a_relevant_object (...);              
my_object->foo(10);   // could be a Derived or a SpecializedDerived

std::vector<Base*> container;  
...                   // somehow you populate the container with a mix of 
...                   // Derived AND SpecializedDerived objects 
for (auto x: container)
    x->foo(std::srand());

这就是为什么签名必须与基础 class 中定义的签名完全匹配的原因。

但是也可以使用不同的签名吗？

现在您可以很好地定义重载 foo()，在三种情况下具有完全不同的签名：

不是 override：它是同名的不同函数。 * 仅当您确定对象具有正确的类型时，您才可以使用其附加参数调用重载的 foo()。
您必须确保在提供匹配签名的情况下提供覆盖（因为它是纯虚拟的）。例如，这可以只调用您的重载，为额外参数使用一些任意值）

示例：

class SpecializedDerived : public Base {
public:
    SpecializedDerived() = default;
    ~SpecializedDerived() = default;
    void foo(int bar) override { foo(bar, 0.0); }
    void foo(int bar, double additionalParameter)  {cout<<"specialized "<<bar<<" "<<additionalParameter<<endl;}
};

... // elsewhere, for example in main(): 

SpecializedDerived my_obj;  
my_obj.foo(10);  // use the override of the base
my_obj.foo(10, 37.2); // use the overload

// suppose that p is a Base* like in the first example
auto *q = dynamic_cast<SpecializedDerived*>(p); 
if (q)  // dynamic cast makes this nullptr if not the right type
    q->foo(10, 37.2); 
else cout << "Not specialized"<<endl;

根据一些附加数据用行为覆盖

现在，如果您想在严格的多态上下文中使用您的 foo() 但仍然有一些（隐藏的）附加参数，则有几种可能性，例如：

您可以扩展基本签名并添加一个附加的、大部分未使用的具有默认值的参数。在大多数情况下，这是一个坏主意：如果新派生 class 带有另一个参数怎么办。
您可以在调用之前注入附加参数（按照您自己的建议在构建时注入，或者在需要时使用 setter 更改值）。适用于大多数情况。唯一的风险是确保在调用 foo()
您可以更改签名以将包含所有实际参数的对象用作单个参数。这需要一些额外的开销，但是对于可变参数非常灵活。唯一的问题是这个对象的类型可能也需要是多态的，在这种情况下，您必须确保将正确的参数类型用于正确的对象。在我看来，它超级强大，但超级超级危险。

派生中纯虚基方法的特化class

Specialization of pure virtual base method in derived class

c++

inheritance

polymorphism

pure-virtual

为什么需要 matchnig 签名？

但是也可以使用不同的签名吗？

根据一些附加数据用行为覆盖