通过基类指针访问子类成员函数

Question

我正在尝试编写一个类，使用DOM将注册列表作为XML写入文件。注册列表包含三种类型的注册：基本注册类Registration，派生自Registration的GuestRegistration和StudentRegistration。

GuestRegistration类具有独特成员category，而student registration具有独特成员qualification。

当我遍历注册指针列表时，我只能访问基类Registration的成员函数。是否有办法访问子类的数据成员以使用getter函数getCategory和getQualification？我尝试创建GuestRegistration和StudentRegistration指针，但出现指针转换错误。

void RegistrationListWriter::write(RegistrationList r) {
    QList<Registration*> regList = r.getRegistrationList();

    for (int i = 0; i < regList.size(); ++i) {
        QString cn = regList.at(i)->metaObject()->className();
        Person tempPerson = regList.at(i)->getAttendee();

        appendRegistrationAndType(cn);
        appendAttendee(tempPerson);
        //this is where my issue starts
        if (cn == "GuestRegistration") {
            GuestRegistration guestReg = regList.at(i);
            appendAttendeeCatagory(guestReg.getCatagory());
        }

        if (cn == "StudentRegistration") {
            StudentRegistration* stuReg = regList.at(i);
            appendAttendeeQualification(stuReg->getQualification());
        }

        appendBookingDate(regList.at(i)->getBookingDate().toString());
        appendRegistrationFee(regList.at(i)->calculateFee());

    }
}

- user2094257

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你应该能够对两种指针类型进行dynamic_cast，如果返回的不是nullptr，那么你将可以访问子类方法。 - Mark Ransom

Answer 1

您可以使用dynamic_cast检查特定的子类：

void RegistrationListWriter::write(RegistrationList r) {
    QList<Registration*> regList = r.getRegistrationList();

    for (int i = 0; i < regList.size(); ++i) {
        Registration *reg = regList.at(i);

        appendRegistrationAndType(reg->metaObject()->className());
        appendAttendee(reg->getAttendee());

        if (GuestRegistration *guestReg = dynamic_cast<GuestRegistration*>(reg)) {
            appendAttendeeCatagory(guestReg->getCatagory());
        }
        else
        if (StudentRegistration* stuReg = dynamic_cast<StudentRegistration*>(reg)) {
            appendAttendeeQualification(stuReg->getQualification());
        }
        // and so on ...

        appendBookingDate(reg->getBookingDate().toString());
        appendRegistrationFee(reg->calculateFee());    
    }
}

然而，我建议在Registration类本身中实现一个虚拟方法，让您的子类可以覆盖该方法以根据需要注册其他项，例如：

class Registration {
    ...
    virtual void appendExtraAttendees(RegistrationListWriter *writer){}
    ...
};

class GuestRegistration : public Registration {
    ...
    virtual void appendExtraAttendees(RegistrationListWriter *writer);
    ...
};

void GuestRegistration::appendExtraAttendees(RegistrationListWriter *writer){
    writer->appendAttendeeCatagory(getCatagory());
}

class StudentRegistration : public Registration {
    ...
    virtual void appendExtraAttendees(RegistrationListWriter *writer);
    ...
};

void StudentRegistration::appendExtraAttendees(RegistrationListWriter *writer){
    writer->appendAttendeeQualification(getQualification());
}

void RegistrationListWriter::write(RegistrationList r) {
    QList<Registration*> regList = r.getRegistrationList();

    for (int i = 0; i < regList.size(); ++i) {
        Registration *reg = regList.at(i);

        appendRegistrationAndType(reg->metaObject()->className());
        appendAttendee(reg->getAttendee());

        reg->appendExtraAttendees(this);

        appendBookingDate(reg->getBookingDate().toString());
        appendRegistrationFee(reg->calculateFee());    
    }
}

或者：

class Registration {
    ...
    virtual void appendAttendees(RegistrationListWriter *writer);
    ...
};

void Registration::appendAttendees(RegistrationListWriter *writer){
    writer->appendAttendee(getAttendee());
}

class GuestRegistration : public Registration {
    ...
    virtual void appendAttendees(RegistrationListWriter *writer);
    ...
};

void GuestRegistration::appendAttendees(RegistrationListWriter *writer){
    Registration::appendAttendees(writer);
    writer->appendAttendeeCatagory(getCatagory());
}

class StudentRegistration : public Registration {
    ...
    virtual void appendAttendees(RegistrationListWriter *writer);
    ...
};

void StudentRegistration::appendAttendees(RegistrationListWriter *writer){
    Registration::appendAttendees(writer);
    writer->appendAttendeeQualification(getQualification());
}

void RegistrationListWriter::write(RegistrationList r) {
    QList<Registration*> regList = r.getRegistrationList();

    for (int i = 0; i < regList.size(); ++i) {
        Registration *reg = regList.at(i);

        appendRegistrationAndType(reg->metaObject()->className());

        reg->appendAttendees(this);

        appendBookingDate(reg->getBookingDate().toString());
        appendRegistrationFee(reg->calculateFee());    
    }
}

- Remy Lebeau

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非常感谢您提供的详细答案@Remy Lebeau。为什么创建虚函数会比使用dynamic_cast或QObject_cast更好呢？ - user2094257

dynamic_cast 在运行时需要执行 RTTI 查找以确定源对象是否与请求的类相关，并返回适当的指针，因此具有开销。此外，如果将来添加更多派生类，则必须添加更多的 dynamic_cast 检查。使用虚方法调用可以避免这种情况。调用虚方法很简单，只需在对象的虚表中进行简单的索引，因此调用可以直接跳转到运行时最派生的实现。更加高效，调用代码不必关心派生类的细节。 - Remy Lebeau

Answer 2

直接的 C++ 工具是 dynamic_cast<>()。

一般来说，最好不要最初设计需要这种转换的项目。可以考虑各种设计模式。

我看到您正在使用 metaObject()，这意味着 Registration 有 QObject 作为基类。在这种情况下，可以使用qobject_cast:

qobject_cast() 函数的行为类似于标准 C++ dynamic_cast()，它的优点是它不需要 RTTI 支持，并且它可以跨动态库边界工作。

- Orest Hera

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当我使用 QObject_cast 时，会出现以下错误：C：\ Qt \ Qt5.3.0 \ 5.3 \ mingw482_32 \ include \ QtCore \ qobject.h：-1：在复制构造函数'RegistrationList :: RegistrationList(const RegistrationList＆)'中： C：\ Qt \ Qt5.3.0 \ 5.3 \ mingw482_32 \ include \ QtCore \ qobject.h：465：错误：'QObject :: QObject（const QObject＆）'是私有的 Q_DISABLbE_COPY(QObject) - user2094257

@user2094257 你不能将基类实例转换为派生类实例。只能转换指针：qobject_cast<GuestRegistration*>(base_ptr)，其中 base_ptr 是指向基类实例 (Registration*) 的指针。 - Orest Hera

Answer 3

不要使用dynamic_cast，你可以让基类提供一个接口，派生类使用该接口来编写其特定于类的数据。

- Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 4

可能你需要将这些方法变成虚方法。 非虚方法使用编译时所用类的方法，而子类中的虚方法会在运行时被选择。

- Lorenzo Belli