如何在二维类型层次结构中提供类型安全性？

Question

考虑下面的类层次结构：

class A {}; 
class B : public A {}; 
class C : public A {}; 
class D : public A {}; 

假定它不是平凡还原：B，C和d具有至少一个成对间断构件定义和至少一个共享成员定义从A.继承

现在考虑包含指向物体从第一个容器的层次结构：

class AV : public std::vector<A*> {}; 
class BV : public AV {}; // contains only B* 
class CV : public AV {}; // contains only C* 
class DV : public AV {}; // contains only D* 

再次，假设如上述定义它是不平凡还原。

这些类被认为是“集装箱与特征”：提供公共容器功能一起的“获取的平均”，“是否有任何元件满足”等线它们的元素和功能。对V的操作总是假设{A，B，C，D}中x的类的元素。

现在的问题是，AV的儿童提供的，而不是B *自己的实际内容实例化A *的std ::向量函数，C *，d *分别。

有三种解决方案，我可以看到，所有的不幸的缺点：在类

1. 倍率的std ::向量成员[B | C | d] V至转换为正确的指针类型
   • 明显的缺点：大量的样板代码
2. 设AV不从标准::矢量继承和代替使[B | C | d】V从相应的std ::矢量继承< [A | B | C] *>实例化
   • 明显的缺点：AV不再能够用于其中来自A类只元件构件中使用的代码。
3. 没有定义[A | B | C | d] V作为类层次结构，但作为类模板，提供每个模板参数实现[A | B | C | d]
   • 明显的缺点：损失隐含层次结构信息，特别是使用IDE工具如Visual Studio - >代码越来越难以导航

注意，如果容器是构件代替的父类的问题仍然存在[A | B | C | d】V。

是否有更好的解决了困惑？如果它是惯用的，它是怎么叫的？

及其简化为清楚起见：

• C指针，而不是更合适的std :: weak_pointer
• 短的类名，而不是从一个STL容器继承告诉那些
• 提供容器函数[s | ality]是免费的，因为继承的目的就是这样。

提供了STL容器的成员，而不是将导致执行代表的大部分职能沿着这些路线：

class AV 
{ 
public: 
    auto begin() { return this->container.begin(); } 
    auto end() { return this->container.end(); } 
    /* etc. pp. */ 
protected: 
    std::vector<A*> container; 
} 

Answer 1

应该这样做。

template<typename L> 
class V : public std::vector<L*> {}; // all members of original AV 
class AV : public V<A> {}; // now empty 
class BV : public V<B> {}; // as before 
class CV : public V<C> {}; // " " 
class DV : public V<D> {}; // " " 

如果我没有弄错，没有进一步的限制与原始设置应该适用。

在这一点上，我们离@SamVarshavchik的原始评论只有一步之遥，这是偶然发生在这个问题上的第一个活动。有时最简单的答案是最好的 - 也是最难以发现的。

Answer 2

A BV不是AV。在那里不应该存在继承，因为BV没有用来满足合理有用的可变的不变式AV。在这里继承（C++）是有害的。

这是旧的矩形正方形问题，其中一个不可变的正方形是一个不可变的矩形，但是一个可变的正方形不是一个可变的矩形。

有3个叉。阅读，写作和实施。

AV_reader是BV_reader（etc）的基类。 BV上的非变异操作满足AV的原因和后置条件，假设A和B也是如此。

对于写作而言，情况并非如此; BV_writer不是一种AV_writer。可能它可能是颠倒的：AV_writer是一种BV_writer，但是这又依赖于A和B属性，并且这些属性与读取不变量相比不太常见。还有一些分机（BV_writer_augment）赢得; t是AV_writer的一部分。参数的变化可能会让你免费。

在实现方面，使用vector<A*>来存储vector<B*>并将其包装在无数的casts中，这很容易出错并且很痛苦。

得出的结论是：

你想协变读，逆变写作，（我觉得我有这两个名称权：我有时反转他们）和模板CRTP样implementarion系统，不能进行类型检查存储实际底层载体而不强制不施放。

这与C++默认多态继承指针系统不匹配。所以不要使用C++指针多态继承。

现在的问题是，正确的解决方案很难，并需要一些样板。但这是正确的做法。