是否可以在从用户那里抽象指针的同时支持多态方法调用？

Question

问题

我试图在我的代码中支持某种程度的多态性。我基本上想覆盖 subclasses（Dog 和 Duck）中的方法 str，然后使用指向 superclass [=18 的智能指针=] 在另一个 class (AnimalContainer) 中调用 str 方法。具体来说，我想支持以下 API:

int main(){
    Duck duck;
    Dog dog;

    AnimalContainer duckInContainer(duck);
    std::cout << duckInContainer.str() << std::endl; // Outputs "None" but should output "Duck"


    AnimalContainer dogInContainer(dog);
    std::cout << dogInContainer.str() << std::endl; // Outputs "None" but should output "Dog"
}

此处缺少指针是故意的。我打算将其作为 API 的前端，并希望它尽可能简单。因此，如果可能的话，我想避免让用户自己明确地创建（比如）一个 Dog 指针。换句话说，我想避免让用户做这样的事情：

Dog dog;
std::unique_ptr<Dog> dog_ptr = std::make_unique<Dog>(dog);
AnimalContainer animalContainer(dog_ptr)
std::cout << animalContainer.str() << std::endl;

以上是否可行，如果可行，我需要对以下代码做哪些修改：

代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

using namespace std;


class Animal {

public:
    Animal() = default;

    virtual std::string str() {
        return "None";
    }

};

class Duck : public Animal {
public:
    using Animal::Animal;

    std::string str() override {
        return "Duck";
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    using Animal::Animal;

    std::string str() override {
        return "Dog";
    }
};

typedef std::unique_ptr<Animal> AnimalPtr;


class AnimalContainer {
private:
    AnimalPtr animal_ptr;
public:
    explicit AnimalContainer(const Animal& animal){
        this->animal_ptr = std::make_unique<Animal>(animal);
    }

    explicit AnimalContainer(AnimalPtr animal_ptr){
        this->animal_ptr = std::make_unique<Animal>(*animal_ptr);
    }

    std::string str(){
        return this->animal_ptr->str();
    }

};

到目前为止我认为这一行

this->animal_ptr = std::make_unique<Animal>(animal);

是问题，因为 Dog 或 Duck 被分割成 Animal。然而，另一种选择是在指针 aka

中明确我们想要哪种类型的 Animal

std::unique_ptr<Dog> dog_ptr = std::make_unique<Dog>(Dog())

Answer 1

没有克隆功能，你可以这样做：

class AnimalContainer {
private:
    AnimalPtr animal_ptr;
public:
    explicit AnimalContainer(const Dog& dog){
        this->animal_ptr = std::make_unique<Dog>(dog);
    }
    // Same for Duck

    explicit AnimalContainer(AnimalPtr animal_ptr){
        this->animal_ptr = std::move(animal_ptr));
    }

    std::string str(){ return this->animal_ptr->str(); }
};

或更笼统地说：

class AnimalContainer {
private:
    AnimalPtr animal_ptr;
public:
    template <typename T>
    explicit AnimalContainer(const T& animal){
        this->animal_ptr = std::make_unique<T>(animal);
    }

    explicit AnimalContainer(AnimalPtr animal_ptr){
        this->animal_ptr = std::move(animal_ptr));
    }

    std::string str(){ return this->animal_ptr->str(); }
};

是否可以在从用户那里抽象指针的同时支持多态方法调用？

Is it possible to support polymorphic method calls at the same time as abstracting pointers away from users?

c++

polymorphism

pointers

smart-pointers

c++11

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