c++ - 通过 switch 和 static_cast 访问多态对象的运行时类型

Question

我想使用异步事件模式来解耦我的程序。我还想让基本事件类不关心实现，以便尽可能自由地传递事件中我喜欢的任何内容。因此，在我看来，在 switch 中使用 static_cast 是一个简单且可能安全的解决方案:

enum class EventType
{
    None,
    EventA,
    EventB
};

class BaseEvent
{
    public:
        BaseEvent(EventType t = EventType::None) : type(t) { }
        virtual ~BaseEvent() {}
        auto get_type() { return type; }
    private:
        EventType type;

    // Oblivious and clean interface
};

class EventA : public BaseEvent
{
    public:
        EventA() : BaseEvent(EventType::EventA) { }

    // ... whatever I like
};
class EventB : public BaseEvent
{
    public:
        EventB() : BaseEvent(EventType::EventB) { }

    // ... whatever I like
};

void handle_event(BaseEvent* pe)
{
    switch (pe->get_type())
    {
        case EventType::EventA:
        {
            EventA* original_a = static_cast<EventA*>(pe);

            // In this case I know what is "pe" and what 
            // operations and data I can access and use.

            break;
        }
        case EventType::EventB:
        {
            EventB* original_b = static_cast<EventB*>(pe);

            //...

            break;
        }
    }
}

但我也知道使用 static_cast 会带来一些风险，因为它会破坏类型检查。从我理想主义的角度来看，在这种情况下似乎并不那么危险，即使对于 future 的可维护性也是如此。必须只检查行

case EventType::EventA:

与下面一行一致

EventA* original_a = static_cast<EventA*>(pe);

我知道从理论上讲这似乎不是问题，但实际情况却截然不同。这个解决方案可以用于大型项目吗？是否有更好的策略来完成此模式？

我知道我可以在基类中使用 std::variant 的数组或 vector ，但它似乎对派生事件的可能实现非常有限。我也可以使用映射来存储参数名称及其值，但它似乎相当慢并且内存不友好并且同样限制了可能的参数类型。

或者，我也可以使用 dynamic_cast，虽然它有开销，但也许它会增加可维护性的成本。

编辑

为了简洁起见，我忘记提及有关该问题的一些重要细节:

• 事件必须以多态方式在容器中排队，所以我认为 CRTP 不可行。

• 上下文是一个基于代理的实时模拟(视频游戏)，我有一个主循环遍历事件。可以在每次迭代中的任何位置触发事件。它们将在接下来的迭代中由特定的处理程序处理。

  std::queue<BaseEvent*> past_events;
  
  int main()
  {
      while (true)
      {
          while (!past_events.empty())
          {
              handle_event(past_events.front());
  
              //handle_event2(...)
              //handle_event3(...)
              //...
  
              past_events.pop();
          }
  
          // New events are fired...
      }
  }
  

Answer 1

设计分析

乍一看，您可能会认为这是次优设计，因为您没有使用多态性让事件本身执行正确的操作，而是让事件处理程序切换和强制转换。但是当阅读你的论点时，另一幅画面出现了:

您决定有意将处理事件的逻辑放在事件处理程序中。这允许您将事件处理与事件本身分离。换句话说，不同的事件处理程序可能对同一事件有完全不同的行为(取决于上下文、事件接收器、应用程序等)，就像每个 Windows 应用程序都有一些事件循环并对相同的事件使用react一样一种完全不同的方式。

所以你故意选择不把行为放在事件中，因此你不能在事件中使用多态性。不知道上下文，很难建议另一种方法。

后果

由于您已经在基类中定义了获取事件类型的逻辑，因此您可以假设您已经充分了解它的类型，并可以使用 static_cast。但是……

风险编号 1

然而，有一天会使用错误的事件类型(复制和粘贴、拼写错误等)创建新的事件类型，这存在严重的风险。这可能会导致 UB。

风险缓解:

• 使用dynamic_cast 在运行时拦截每个事件处理程序中的此类不一致。请注意，维护人员可能会忘记这一点，因此这是降低风险而不是风险预防
• 或预见创建所有事件类型并在构建时执行dynamic_cast 一致性检查的测试套件。

风险编号 2

你可能有一些意外的事件拷贝(复制构造函数或赋值)，有或没有切片，意外地覆盖了事件的真实类型(例如 if (*eventA=*eventB)/* 哎哟! !== */)。

风险缓解:从基事件类中删除复制构造函数和赋值，以防止此类事故的发生。