虚拟函数的行为类似于动态转换

Question

Bjarne 在 联合攻击机 C++ 编码标准 中指出：

向下转换（从基类到派生类的转换）只能是 通过以下机制之一允许：

1. 虚拟函数的行为类似于动态转换（最有可能在 相对简单的情况）
2. 使用访问者（或类似）模式（最有可能在 复杂的情况）

我无法理解第一个命题。谷歌搜索没有给出任何例子，也没有解释。

虚函数如何像动态强制转换一样起作用？

Answer 1

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

基本思想如下所示：

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; }
};

这使您可以对指针执行类似 dynamic_cast 的操作，如果被指针对象实际上属于该类型，则生成指向预期类型的​​指针，否则生成 <代码> nullptr 。

但这有明显的缺点。所涉及的每个类都必须了解其他所有类。添加新类意味着向每个类添加新功能。除非整个类结构是完全静态的（并且只有少量类），否则这很快就会变成维护噩梦。

参考

此技术在《Effective C++》第 1 版第 39 条中有所介绍。我还没有进行确认，但它可能已从较新的版本中删除，因为（至少在大多数人看来）程序员）添加 dynamic_cast 使其过时（充其量）。

Answer 2

您可以使用虚函数进行向下转换，如下所示：

struct Bar;

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

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

在实践中不经常使用。