c++ - 在没有 RTTI 的情况下比较 C++ 中的多态基类型

Question

我有一些指向 Shape 基本类型的指针。我想使用 == 运算符比较这些对象。如果对象具有不同的派生类型，== 运算符显然应该返回 false。如果它们属于相同的派生类型，那么应该比较派生类型的成员。

我读到过使用 C++ RTTI 是一种不好的做法，应该只在极少数和必要的情况下使用。据我所知，如果不使用 RTTI，这个问题通常无法解决。每个重载的 == 运算符都必须检查 typeid，如果它们相同，则执行 dynamic_cast 并比较成员。这似乎是一个普遍的需求。这个问题有某种成语吗？

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
  public:
    Shape() {}
    virtual ~Shape() {}
    virtual void draw() = 0;

    virtual bool operator == (const Shape &Other) const = 0;
};

class Circle : public Shape {
  public:
    Circle() {}
    virtual ~Circle() {}
    virtual void draw() { cout << "Circle"; }

    virtual bool operator == (const Shape &Other) const {
      // If Shape is a Circle then compare radii
    }

  private:
    int radius;
};

class Rectangle : public Shape {
  public:
    Rectangle() {}
    virtual ~Rectangle() {}
    virtual void draw() { cout << "Rectangle"; }

    virtual bool operator == (const Shape &Other) const {
      // If Shape is a Rectangle then compare width and height
    }

  private:
    int width;
    int height;
};

int main() {
  Circle circle;
  Rectangle rectangle;

  Shape *Shape1 = &circle;
  Shape *Shape2 = &rectangle;

  (*Shape1) == (*Shape2); // Calls Circle ==
  (*Shape2) == (*Shape1); // Calls Rectangle ==
}

Answer 1

使用 RTTI。 使用 typeid，但使用 static_cast 而不是 dynamic_cast。

从设计的角度来看，我想说这正是 RTTI 的目的，任何替代解决方案都必然会更丑陋。

virtual bool operator == (const Shape &Other) const {
    if(typeid(Other) == typeid(*this))
    {
        const Circle& other = static_cast<const Circle&>(Other);
        // ...
    }
    else
        return false;
}

从性能的角度: typeid 往往是廉价的，一个存储在虚拟表中的指针的简单查找。您可以廉价地比较动态类型的相等性。

然后，一旦知道类型正确，就可以安全地使用 static_cast。

dynamic_cast 以速度慢着称(也就是说，“与虚函数调用相比”慢，而不是“与 java 中的转换相比”)，因为它也会分析类层次结构以处理继承(以及多重继承)。你不需要在这里处理。