C++如何覆盖成员变量（std::vector）？

Question

这里是我所询问的类：

class Graph {}
class SceneGraph : public Graph {}

class Node {
public:
    virtual Node* getNode(int index) { return mNodeList[index]; }

protected:
    vector<Node*> mNodeList;
    Graph* mGraph;
}

class TransformationNode : public Node {
public:
    TransformationNode* getNode(int index) { return static_cast<TransformationNode*> (mNodelist[index]); }

    void _update() {
        auto beg = mNodeList.begin();
        auto end = mNodeList.end();
        while (begin != end) {
            TransformationNode* node = static_cast<TransformationNode*> (*beg);
            node->_update();
        }
    }

private:
    bool mUpdated;
    SceneGraph* mGraph;    
}

首先，我想谈谈我解决的问题。它们可能对他人有所帮助。如果我有错误，请您确认^^

1. 我可以用不同的返回类型覆盖一个函数吗？
   Node* getNode(int index) 变成 TransformationNode* getNode(int index)

   是的，只要返回类型是协变的： http://www.tolchz.net/?p=33

2. 我可以覆盖一个成员吗？

   我不知道是否可以覆盖，但派生类中具有相同名称的变量将隐藏基类中的变量

以下是我真正想要解决的问题

在TransformationNode类中，我进行了许多（在我看来）可避免的从基类到派生类的类型转换。我绝对知道mNodeList向量中的所有元素都是TransformationNodes，但是为了处理mNodeList，我必须进行类型转换。

继承是正��的，我的意思是TransformationNode是一个Node

mNodeList保存节点的子节点，不能在派生类中拥有一个副本，该副本保存了节点的类型转换版本

最后，如果static_cast更昂贵，我甚至可以使用reinterpered_cast。您能告诉我这些操作的成本吗？它们是否真的会影响性能？
assert（dynamic_cast）...已经采取了预防措施。

简而言之，我希望编译器知道mGraph实际上是SceneGraph*，mNodeList保存TransformationNode*，这有助于我避免类型转换丢失。

感谢您抽出时间

- Cihan

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我会将变量mNodeList从基类移动到派生类中。这样可以在不需要转换的情况下获得相同的功能。 - Seth Carnegie

很奇怪一个 Node 包含了更多的节点列表。我认为重新设计可以解决大部分问题。 - Kerrek SB

@KerrekSB 我猜那些是子节点或者什么的。 - Seth Carnegie

@SethCarnegie：但这就是出了问题的地方：如果它们是子节点，并且每个子节点都可以是任意节点，那么你不能只将它们静态转换为一个特定的节点。要么转换是错误的，要么树是虚假的... - Kerrek SB

@KerrekSB，是的，当我发表第一条评论时没有考虑到这一点，所以现在它已经无效了。 - Seth Carnegie

Answer 1

1）是正确的，如果返回类型更具体，您确实可以覆盖（虚拟！）基函数。

2）确实，您无法“覆盖”成员。如果需要更灵活的可重写行为，请重新设计基类。

static_cast 是一个在编译时解析的 静态 操作，因此与 reinterpret_cast 一样，它没有任何“成本”。

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正如@Seth在评论中建议的那样，移动容器可能是一个选项。问问自己，是否会有一个抽象的Node，或者每个节点实际上都是某个派生具体类型的节点？也许你可以将Node定义为抽象类：

struct Node { Node * getNode(size_t index) const = 0; };

struct TransformNode : Node
{
    TransformNode * getNode(size_t index) const { return m_nodes[index]; }
private:
    std::vector<TransformNode *> m_nodes;
};

将整个 接口 放入基类中，但仅在每个具体类中实现它。

- Kerrek SB