c++ - C++如何返回未知的派生类？

我有一个基类Shape，它具有派生的类，如Ellipse和Rectangle。

在一个函数中，我有一个变量：

Shape activeShape(black, black, {0,0}, {0,0}, false);

然后在该功能中：

activeShape = updateShape(isButton, activeShape, true);

updateShape看起来像这样：

Shape updateShape(int button, Shape active, bool leftClick)
{
    switch(button)
    {
        case 1:
            return active;
        case 2:
            return Line(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 3:
            return Rectangle(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 4:
            return FilledRectangle(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 5:
            return Ellipse(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        case 6:
            return FilledEllipse(active.getFillColor(), active.getBorderColor(), active.getP1(), active.getP2(),false);
            break;
        default:
            if(leftClick)
            {
                active.setColor(getEnumColor(button), active.getBorderColor());
            }
            else
                active.setColor(active.getFillColor(), getEnumColor(button));
            break;
    };
    return active;
}

因此，当我返回诸如Rectangle之类的东西时，它们被强制转换为Shape。这完全不是我想要的。

我要做什么才能使activeShape成为Shape的派生类之一？

最佳答案

创建对象后，就无法对其类型进行变形（例如，基于有关在运行时获取的按钮的信息）。将Rectangle返回为Shape具有切分对象的效果，因此调用方仅收到Shape的Rectangle部分的副本，而不接收其余部分。

假设Shape是一个多态基类（即它提供了可能由派生类专用的虚函数），则Shape *（形状的指针）可以指向Rectangle。但是，有必要正确管理对象的生存期。

您可以使用诸如C ++ 11及更高版本中的std::unique_pointer<Shape>这样的智能指针来处理所有这些问题。

std::unique_pointer<Shape> updateShape(int button,
        std::unique_pointer<Shape> active, bool leftClick)
{
    switch(button)
    {
        case 1:
             break;    // don't change active
        case 2:
            active = new Line(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 3:
            active = new Rectangle(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 4:
            active = new FilledRectangle(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 5:
            active = new Ellipse(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        case 6:
            active = new FilledEllipse(active->getFillColor(), active->getBorderColor(), active->getP1(), active->getP2(),false);
            break;
        default:
            if(leftClick)
            {
                active->setColor(getEnumColor(button), active->getBorderColor());
            }
            else
            {
                active->setColor(active->getFillColor(), getEnumColor(button));
            }
            break;
     }
     return active;
}

起作用的原因是std::unique_pointer管理动态分配的（使用运算符new创建的）对象的生存期。它通过存储指向对象的指针并分配给std::unique_pointer<Shape>来更改指针（以使其指向其他对象）来实现此目的。重要的是，分配给智能指针还会释放它先前管理的对象。

请注意，由于std::unique_pointer在生存期结束时将使用运算符delete销毁所包含的对象，因此Shape必须具有虚拟析构函数。否则，将导致使用运算符delete时出现不确定的行为。

这样的用法会像

 std::unique_pointer<Shape> activeShape(new Rectangle( whatever_parameters));

 activeShape = updateShape(button, activeShape, leftClick);

请记住，activeShape是智能指针。因此，使用包含的Shape对象需要指针语法（activeShape->whatever）而不是成员语法（activeShape.whatever）。

因为active参数（按值）传递给函数并返回，所以分配返回值是必要的。如果不是

activeShape = updateShape(button, activeShape, leftClick);

你只是

updateShape(button, activeShape, leftClick);   // returned object is discarded

（即，不要将返回值赋给任何值），最终的结果是activeShape持有的对象将被销毁，并且任何使用它的尝试都会产生不确定的行为。