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c++ - C++ 中的切片和运算符重载

coder 2024-02-02 原文

背景信息

我已经使用 Java 编程一段时间了，几个月前我才切换到 C++，所以如果我错过了一些愚蠢的答案，我深表歉意!说了这么多，是时候解决手头的问题了!我正在开发一个基本的基于文​​本的游戏引擎，我最近遇到了一个有趣的特定且不太可能出现的问题。我尝试在下面的程序中以较小的规模对其进行测试，并决定只显示它(而不是我的实际游戏代码)，以免阻塞屏幕，并使问题不那么复杂。下面建模的问题反射(reflect)了我的实际代码的问题，只是没有蓬松的干扰因素。

问题

本质上，问题是多态性问题之一。我想重载输出运算符“<>

[示例]代码

#include <vector>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Polygon {
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Polygon& p);
public:

private:

};


class Rectangle : public Polygon {
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Rectangle& r);
public:

private:

};


class Square : public Rectangle {
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Square& s);
public:

private:

};

ostream& operator<<(ostream& os, const Polygon& p) {
    os << "Polygon!" << endl;
    return os;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const Rectangle& r) {
    os << "Rectangle!" << endl;
    return os;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const Square& s) {
    os << "Square!" << endl;
    return os;
}


int main() {
    vector<Polygon*> listOfPoly;
    listOfPoly.push_back(new Polygon());
    listOfPoly.push_back(new Rectangle());
    listOfPoly.push_back(new Square());

    for(Polygon* p : listOfPoly) {
        cout << *p;
    }
}

[示例] 代码的输出

Polygon!
Polygon!
Polygon!

[示例] 代码的期望输出

Polygon!
Rectangle!
Square!

最佳答案

Is there a way to overload operators in a hierarchy that results in what I'm going for here?

没有。

问题是，运算符不在您的层次结构中。。 friend 关键字在这里只是前向声明一个自由函数并赋予它访问该类的特权。它没有使它成为一种方法，所以它不能是虚拟的。

请注意，运算符重载只是语法糖。表达式

os << shape;

可以解析为自由函数(就像你在这里)

ostream& operator<< (ostream&, Polygon&);

或左手操作数的成员，例如

ostream& ostream::operator<<(Polygon&);

(显然这里不存在第二种情况，因为您必须修改 std::ostream)。语法不能解析的是右侧操作数的成员。

因此，您可以有一个自由函数运算符(必须是非虚拟的)，或者在左侧操作数上有一个方法(可以是虚拟的)，但不能在右侧有一个方法操作数。

通常的解决方案是为分派(dispatch)给虚拟方法的层次结构的顶层设置一个单独的重载。所以:

class Polygon {
public:
  virtual ostream& format(ostream&);
};

ostream& operator<<(ostream& os, const Polygon& p) {
    return p.format(os);
}

现在只需实现Polygon::format，并在派生类中覆盖它。

顺便说一句，使用friend 无论如何都会带来代码味道。一般来说，为您的类提供一个足够完整的公共(public)接口(interface)，外部代码不需要特权访问即可使用它被认为是更好的风格。

背景信息进一步离题:multiple dispatch是一回事，当所有参数类型静态已知时，C++ 重载决策可以很好地处理它。没有处理的是在运行时发现每个参数的动态类型，然后试图找到最好的重载(如果你考虑多个类层次结构，这显然是不平凡的)。然后 p>

如果您将运行时多态列表替换为编译时多态元组并迭代那个，您的原始重载方案将正确分派(dispatch)。

关于c++ - C++ 中的切片和运算符重载，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27025331/

amp运算符ostreamPolygonc++polymorphismoperator-overloadingobject-slicingnon-member-functions

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