¿Cómo puedo evitar dynamic_cast en mi código C++?

oop inheritance

Question

Digamos que tengo la siguiente estructura de clase:

class Car;
class FooCar : public Car;
class BarCar : public Car;

class Engine;
class FooEngine : public Engine;
class BarEngine : public Engine;

Demos también un Car a su Engine . Se FooCar un FooCar con un FooEngine* y se BarCar un BarCar con un BarEngine* . ¿Hay alguna manera de organizar las cosas para que un objeto FooCar pueda llamar a las funciones miembro de FooEngine sin FooEngine ?

Esta es la razón por la cual la estructura de clases se presenta de la manera que es ahora:

1. Todos los Car tienen un Engine . Además, un FooCar solo usará FooEngine .
2. Hay datos y algoritmos compartidos por todos los Engine que prefiero no copiar y pegar.
3. Es posible que desee escribir una función que requiera un Engine para saber sobre su Car .

Tan pronto como dynamic_cast al escribir este código, supe que probablemente estaba haciendo algo mal. ¿Hay una mejor manera de hacer esto?

ACTUALIZAR:

En base a las respuestas dadas hasta ahora, me inclino por dos posibilidades:

1. Have Car proporciona una función getEngine() virtual pura. Eso le permitiría a FooCar y BarCar tener implementaciones que devuelvan el tipo correcto de Engine .
2. Absorbe toda la funcionalidad del Engine en el árbol de herencia del Car . Engine se rompió por razones de mantenimiento (para mantener las cosas del Engine en un lugar separado). Es una compensación entre tener clases más pequeñas (pequeñas en líneas de código) versus tener menos clases grandes.

¿Existe una fuerte preferencia de la comunidad por una de estas soluciones? ¿Hay una tercera opción que no he considerado?

Answer 1

¿Hay alguna manera de organizar las cosas para que un objeto FooCar pueda llamar a las funciones miembro de FooEngine sin bajar el nivel?

Me gusta esto:

class Car
{
  Engine* m_engine;
protected:
  Car(Engine* engine)
  : m_engine(engine)
  {}
};

class FooCar : public Car
{
  FooEngine* m_fooEngine;
public:
  FooCar(FooEngine* fooEngine)
  : base(fooEngine)
  , m_fooEngine(fooEngine)
  {}
};

Answer 2

¿Sería posible para el FooCar usar BarEngine?

De lo contrario, es posible que desee utilizar AbstractFactory para crear el objeto de automóvil correcto, con el motor adecuado.

Answer 3

No veo por qué un automóvil no puede estar compuesto por un motor (si BarCar siempre contendrá BarEngine). Engine tiene una relación muy fuerte con el auto. Yo preferiría:

class BarCar:public Car
{
   //.....
   private:
     BarEngine engine;
}

Answer 4

Permitiendo que no me haya perdido algo, esto debería ser bastante trivial.

La mejor manera de hacerlo es crear funciones virtuales puras en Engine, que luego se requieren en las clases derivadas que se van a instanciar.

Una solución de crédito adicional probablemente sería tener una interfaz llamada IEngine, que pasaría a su Auto, y cada función en IEngine es puramente virtual. Podrías tener un ''Motor Base'' que implemente algunas de las funcionalidades que deseas (es decir, ''compartido'') y luego tener una hoja fuera de eso.

La interfaz es agradable si alguna vez tiene algo que quiere ''ver'' como un motor, pero probablemente no lo es (es decir, clases de prueba simuladas y demás).

Answer 5

Puede almacenar el FooEngine en FooCar, BarEngine en BarCar

class Car {
public:
  ...
  virtual Engine* getEngine() = 0;
  // maybe add const-variant
};

class FooCar : public Car
{
  FooEngine* engine;
public:
  FooCar(FooEngine* e) : engine(e) {}
  FooEngine* getEngine() { return engine; }
};

// BarCar similarly

El problema con este enfoque es que obtener un motor es una llamada virtual (si le preocupa eso), y un método para configurar un motor en el Car requeriría una transmisión descendente.

Answer 6

Solo una cosa que quería agregar: este diseño ya me huele mal por lo que llamo árboles paralelos .

Básicamente, si terminas con jerarquías de clases paralelas (como lo tienes con el automóvil y el motor), entonces solo estás buscando problemas.

Me replantearía si Engine (e incluso Car) necesita tener subclases o todas son instancias diferentes de las mismas clases base respectivas.

Answer 7

Creo que depende si Engine solo es utilizado de forma privada por Car y sus hijos o si también desea usarlo en otros objetos.

Si las funcionalidades del Engine no son específicas de Car s, utilizaría un método virtual Engine* getEngine() lugar de mantener un puntero en la clase base.

Si su lógica es específica para Car s, preferiría poner los datos / lógica del Engine común en un objeto separado (no necesariamente polimórfico) y mantener la implementación de FooEngine y BarEngine en su respectiva clase secundaria de Car .

Cuando el reciclaje de la implementación es más necesario que la herencia de la interfaz, la composición del objeto a menudo ofrece una mayor flexibilidad.

Answer 8

El COM de Microsoft es un poco torpe, pero tiene un concepto novedoso: si tiene un puntero a una interfaz de un objeto, puede consultarlo para ver si admite otras interfaces mediante la función QueryInterface . La idea es dividir tu clase Engine en múltiples interfaces para que cada una se pueda usar de forma independiente.

Answer 9

También puede templatar el tipo de motor de la siguiente manera

template<class EngineType>
class Car
{
    protected:
        EngineType* getEngine() {return pEngine;}
    private:
        EngineType* pEngine;
};

class FooCar : public Car<FooEngine>

class BarCar : public Car<BarEngine>

Answer 10

Supongo que Car tiene un puntero de motor, y es por eso que te encuentras abatido.

Saque el puntero de su clase base y reemplácelo con una función virtual get_engine () pura. Entonces, su FooCar y BarCar pueden contener punteros al tipo de motor correcto.

(Editar)

Por qué esto funciona:

Dado que la función virtual Car::get_engine() devolvería una referencia o un puntero , C ++ permitirá que las clases derivadas implementen esta función con un tipo de devolución diferente , siempre que el tipo de devolución solo difiera por ser un tipo más derivado.

Esto se llama tipos de retorno covariante y permitirá que cada tipo de Car devuelva el Engine correcto.