像动态转换一样的虚函数

Question

Bjarne 在 JOINT STRIKE FIGHTER AIR VEHICLE C++ CODING STANDARDS 中指出：

Down casting (casting from base to derived class) shall only be allowed through one of the following mechanism:

Virtual functions that act like dynamic casts (most likely useful in relatively simple cases)

Use of the visitor (or similar) pattern (most likely useful in complicated cases)

我无法理解第一个命题。谷歌搜索没有提供示例，也没有解释。

虚函数如何像动态转换一样工作？

Answer 1

你可以像这样使用虚函数向下转型：

struct Bar;

struct Foo {
  virtual Bar* as_bar() { return nullptr; }
};

struct Bar : Foo {
  Bar* as_bar() override { return this; }
};

实际上不经常使用。

Answer 2

它指的是一种在 C++ 早期很常见的技术，在 dynamic_cast、RTTI 等被添加到该语言之前。

基本思路是这样的：

class Derived1;
class Derived2;

class Base {
public:
    virtual Derived1 *toDerived1() const { return nullptr; }
    virtual Derived2 *toDerivde2() const { return nullptr; }
};

class Derived1 : public Base { 
public:
    Derived1 *toDerived1() const override { return this; }
    Derived2 *toDerived2() const override { return nullptr; }
};

class Derived2 : public Base { 
public:
    Derived1 *toDerived1() const override { return nullptr; }
    Derived2 *toDerived2() const overrode { return this; }
};

这让你可以做一些类似于指针上的 dynamic_cast 的事情，如果指针对象实际上是那种类型，则产生指向预期类型的指针，否则产生 nullptr。

虽然这有明显的缺点。所涉及的每个 class 都必须了解其他每个 class。添加一个新的 class 意味着为每个 class 添加一个新功能。除非整个 class 结构是完全静态的（并且总共有少量 classes），否则这很快就会变成维护噩梦。

参考

Effective C++，第 1 版，第 39 项中介绍了这项技术。我还没有检查确定，但它可能已从较新的版本中删除，因为（至少在大多数程序员看来）添加 dynamic_cast 使其过时（充其量）。

像动态转换一样的虚函数

Virtual functions that act like dynamic casts

c++

rtti