c++ 从抽象类派生的类中获取从抽象类派生的类的可选值

50few1ms 于 11个月前发布在其他

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我有一些类似于下面的代码，其中一组具有类似共享行为的类（Tool1，Tool2），都继承自一个抽象类（ITool）。所有这些类都拥有自己的相应类（Tool1Attachment，Tool2Attachment），这些类也继承自一个抽象类（IT附件）。

class ITool {
 private:
  virtual ? DoGetAttachment() = 0;
  // Other shared behaviours...

 public:
  ? GetAttachment() {return DoGetAttachment();}
  // Other shared behaviours...
};

class Tool1: public ITool {
  std::optional<Tool1Attachment> opt_attachment;

  ? DoGetAttachment() override;
  
 public:
  [...]
};

class Tool2: public ITool {
  std::optional<Tool2Attachment> opt_attachment;
  
  ? DoGetAttachment() override;
  
 public:
  [...]
};

// --------------------------------

class IAttachment {
  [...]
};

class Tool1Attachment : public IAttachment {
  [...]
};

class Tool2Attachment : public IAttachment {
  [...]
};

字符串
工具类有一个可选的上下文是有意义的，在任何给定的时间它可能有也可能没有一个实际的示例。
如果我有一个IAttachment，并希望获得IAttachment，就会出现问题。
我最初使用的是指针，即IAttachment* GetAttachment();，它工作得很好。然而，它似乎失去了optional提供的一些更明确的缺失值检查，使得将来更容易遇到nullptr问题。
我还尝试了不同的结构（std：：reference_wrapper）与可选，但不断遇到无效的协变错误。
有没有一种方法可以允许返回一个可选的（或类似的）结构？返回类型应该是什么样的？或者带nullptr检查的指针最适合这里？

? GetAttachment() {return DoGetAttachment();}

型

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/77452420/getting-an-optional-of-a-class-derived-from-abstract-class-from-a-class-derived

2条答案

按热度按时间

2eafrhcq1#

指针是显而易见的解决方案（如果可选项为空，则使用空指针）。如果使用继承，则需要指针（或引用）无论如何，为了使多态性工作，C++支持协变返回类型，所以Owner1可以返回一个Owned1*。检查返回的指针是否为空是标准的做法。另一种方法是返回一个optional<IOwned*>（因为协方差在这里不起作用），但我看不出这会给你带来什么，除了额外的复杂性。

赞(0）回复(0）举报 11个月前

fxnxkyjh2#

答案实际上归结为你对DoGetAttachment函数的期望。它应该把成员的“可选性”* 转发给调用者，并负责检查值是否存在？或者如果存储的std::optional有值，DoGetAttachment函数应该返回一个引用，如果没有值，则抛出一个异常？
假设你想把可选性“转发”给函数的调用者，你基本上有两个选择。

选项1：使用（原始）指针

使用指针，就像你已经根据你的问题所做的那样。这是最简单的解决方案和标准做法。

选项二：`std::optional`和`std::reference_wrapper`一起使用

std::optional不是多态的，所以你不能将std::optional<Derived>转换为std::optional<Base>。你可以做的是返回一个std::optional<Base*>或std::optional<std::reference_wrapper<Base>>。恕我直言，我更喜欢std::reference_wrapper，因为否则你会在两个级别上拥有“optionalness”属性：一次用于std::optional，一次用于存储指针。所以你需要检查两次是否存在。
选项2给你的代码带来了一些额外的复杂性，这取决于你是否值得这样做。
使用std::optional的理由是，

返回值的“可选性”是通过语义来传达的。返回的指针不会自动传达这一信息;
返回一个std::optional允许你使用std::optional的一元运算符，比如value_or、and_then、transform（其中一些是C++23特性）;
与拥有（原始）指针相反，std::optional s不执行任何动态内存分配 （如果你需要的话）。

下面是一个实现，其中DoGetAttachment返回std::optional<std::reference_wrapper<IToolAttachment>>。

#include <optional>
#include <iostream>

struct IAttachment {
    virtual ~IAttachment(){}
    virtual std::string foo() const = 0;
};

struct Tool1Attachment : IAttachment 
{ 
    std::string foo() const override { return "Tool1Attachment"; }; 
};
struct Tool2Attachment : IAttachment
{ 
    std::string foo() const override { return "Tool2Attachment"; }; 
};

struct ITool {
  virtual ~ITool(){}

  using IAttachmentCRef = std::reference_wrapper<IAttachment const>;
  virtual std::optional<IAttachmentCRef> DoGetAttachment() const = 0;

};

template <typename T>
struct Tool: public ITool {
  std::optional<T> opt_attachment;

  std::optional<IAttachmentCRef> DoGetAttachment() const override
  {
    return opt_attachment.transform([](auto& v){ return std::ref(v); });
  }
  
};

using Tool1 = Tool<Tool1Attachment>;
using Tool2 = Tool<Tool2Attachment>;

int main()
{
    auto print = [](ITool const& tool) {
        return tool.DoGetAttachment()
            .transform([](auto v){ return v.get().foo(); })
            .value_or("No value.");
    };

    Tool1 tool1;

    Tool2 tool2;
    tool2.opt_attachment = Tool2Attachment();
    
    std::cout << print(tool1) << "\n";
    std::cout << print(tool2) << "\n";
}

字符串
输出量：

No value.
Tool2Attachment

型
Live Code Demo

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c++ 从抽象类派生的类中获取从抽象类派生的类的可选值

2条答案

选项1：使用（原始）指针

选项二：`std::optional`和`std::reference_wrapper`一起使用

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2条答案

选项1：使用（原始）指针

选项二：std::optional和std::reference_wrapper一起使用

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选项二：`std::optional`和`std::reference_wrapper`一起使用