Question

在C ++中，假设以下类层次结构：

class BaseClass { };
class ChildClass : public BaseClass { };

进一步假设这两个类的工厂类具有通用的模板化基类：

template<typename T>
class Factory {
public:
  virtual T* create() = 0;
};

class BaseClassFactory : public Factory<BaseClass> {
public:
  virtual BaseClass* create() {
    return new BaseClass(&m_field);
  }
private:
  SomeClass m_field;
};

class ChildClassFactory : public Factory<ChildClass> {
public:
  virtual ChildClass* create() {
    return new ChildClass(&m_field);
  }
private:
  SomeOtherClass m_field; // Different class than SomeClass
};

请注意ChildClassFactory和BaseClassFactory的大小/内部结构因字段不同而不同。

现在，如果有一个ChildClassFactory（或Factory<ChildClass>）的实例，我可以安全地将其投放到Factory<BaseClass>（通过reinterpret_cast）吗？

Factory<ChildClass>* childFactory = new ChildClassFactory();

// static_cast doesn't work - need to use reinterpret_cast
Factory<BaseClass>* baseFactory = reinterpret_cast<Factory<BaseClass>*>(childFactory);

// Does this work correctly? (i.e. is "cls" of type "ChildClass"?)
BaseClass* cls = baseFactory->create();

我知道你不能总是以这种方式施放模板类，但在这种特殊情况下，施法者应该是安全的，不应该吗？

我已经使用Visual C ++ 2010进行了测试，它确实有效。我现在的问题是这是否可以移植到其他编译器？

更新：由于存在一些混淆，让我在我的例子中澄清一些（应该是）重要的内容：

ChildClass是BaseClass
Factory<BaseClass>的用户不知道将创建BaseClass的子类。他所知道的是BaseClass已经创建。
Factory<T>没有自己的字段（vtable除外）。
Factory::create()是virtual

Answer 1

不，不是。除了一些特殊情况之外，您不能使用除reinterpret_cast之外的结果来重新投射东西：

ISO14882：2011（e）5.2.10-7：

可以将对象指针显式转换为对象指针一个不同的类型.70当一个“指向T1的指针”类型的prvalue v是转换为“指向cv T2的指针”类型，如果T1和T2都是标准布局，则结果为static_cast（static_cast（v））类型（3.9）和T2的对齐要求不比更严格 T1的那些，或者如果任何一种类型无效。转换类型的prvalue “指向T1的指针”到“指向T2的指针”（其中T1和T2为对象类型以及T2的对齐要求为否比T1更严格，并回到原来的类型产生原始指针值。任何其他此类指针的结果转换未指定。

要使可能的故障情况更加清晰，请考虑多重继承，其中使用static_cast或dynamic_cast有时会调整指针值，但reinterpret_cast则不会。请考虑在此示例中从A*转换为B*：

struct A { int x; };
struct B { int y; };
struct C : A, B { };

要了解代码如何以不同的方式失败，请考虑大多数编译器如何实现虚函数调用机制：使用虚拟指针。您的ChildClassFactory实例将有一个虚拟指针，指向ChildClassFactory的虚拟表。现在当你reinterpret_cast这个野兽时，它恰好偶然“工作”，因为编译器需要一些虚拟指针，指向一个具有相同/相似布局的虚拟表。但它仍将包含指向ChildCLassFactory虚函数的值，因此将调用这些函数。在调用未定义的行为之后，所有这些都是很长的。就好像你正驾着汽车跳进一个大峡谷，并且认为“嘿，一切都很好”只是因为你还没有到达地面。

Answer 2

不，reinterpret_cast仅用于低级代码，因为它不会执行正确的地址操作。请改用static_cast或dynamic_cast，

为什么你想要两个不适合GoF工厂模式的工厂。

reinterpret_cast不是这样做的方法，因为它很慢（运行时检查）并且不是一个很好的OO设计（你想在语言中使用polymophisme构建）。

而是在工厂类中创建构造函数，生成您所使用的类型，然后让它们调用各个类型的构造函数。

工厂模式允许您不了解实现中的更改，这是一件好事，因为您最大限度地减少了依赖关系，并允许在代码的未来更容易维护。

Answer 3

我已经勾选了上面的原始答案（给他信用），但我想我总结了我在这里学到的东西。

因此，基本问题是没有定义必须如何实现调度虚拟调用。

这意味着内部用于虚拟呼叫调度的数据结构（例如vtable）可能或可能在从同一模板创建的模板实例中与位相容。

c ++ reinterpret_cast，virtual和templates好吗？

3 个答案: