將重載函數匹配到其多態參數

Question

好的，標題很滿意，我認爲這可能是爲什麼它很難通過谷歌或本網站找到答案。這可能只是我不知道如何正確表達問題，但這裏有：

我在SimpleOpenGLRenderer類中有一系列方法，它們都帶有一個擴展Model類的參數。所以這個想法是，根據模型的類型，渲染器將調用知道如何渲染它的正確方法。這是建立在對問題的簡化可執行例如：

#include <stdio.h> 

class Model {}; 

class Cube : public Model {}; 

class Sphere : public Model {}; 

class Renderer 
{ 
    public: 
    virtual void renderModel(const Model& model) = 0; 
}; 

class SimpleOpenGLRenderer 
{ 
    public: 
    void renderModel(const Cube& model) 
    { 
     printf("Render the cube.\n"); 
    } 

    void renderModel(const Model& model) 
    { 
     printf("Throw an exception, my renderer does not support the model type you have provided.\n"); 
    } 

    void renderModel(const Sphere& model) 
    { 
     printf("Render the sphere.\n"); 
    } 
}; 

int 
main(int argc, char** argv) 
{ 
    Cube cube; 
    Model& model = cube; 
    SimpleOpenGLRenderer renderer; 

    renderer.renderModel(cube); 
    renderer.renderModel(model); 
} 

從示例的輸出是：

Render the cube. 
Throw an exception, my renderer does not support the model type you have provided. 

它可能看起來很明顯，以更豐富的C++開發者按照計劃，這並不工作，但它對我來說沒有意義。在運行時，我不會知道傳遞給渲染器的Model的確切類型（因此試圖通過重載來解決它）。從Java背景來看，我已經使用過此技術，並且在Java中，所調用的方法將與參數的類型運行時最匹配。在C++中，它似乎與引用的編譯時類型相匹配，即使該引用可能最終成爲某個子類 - 在我看來 - 更好地匹配另一個函數。

直到現在我已經採取這種運行時類型匹配爲理所當然。它在C++中是不是存在，還是我以錯誤的方式去做？我應該在C++中做不同的事情來實現它嗎？

謝謝，

Gary。

Answer 1

C++中的重載在編譯時根據參數的靜態類型進行解析。

有被稱爲「雙分派」，可能是使用的技術：

class Model { 
    virtual void dispatchRender(Renderer &r) const = 0; 
}; 

class Cube : public Model { 
    virtual void dispatchRender(Renderer &r) const { 
     r.renderModel(*this); // type of "this" is const Cube* 
}; 

int main() { 
    Cube cube; 
    Model &model = cube; 
    SimpleOpenGLRenderer renderer; 
    cube.dispatchRender(renderer); 
} 

注意，Renderer基類需要包含SimpleOpenGLRenderer目前做的所有重載。如果你想要它特定於SimpleOpenGLRenderer什麼過載存在，那麼你可以在Model中放一個簡單特定的調度函數，或者你可以忽略這個技術，而是在SimpleOpenGLRenderer::renderModel中重複使用dynamic_cast來測試類型。

Answer 2

對於基於動態類型的「運行時過載」，可以使用visitor pattern。

Answer 3

在您的代碼中，函數重載是基於參數的靜態類型解析的。

您可能需要的是double-dispatch機制，它非常接近Visitor模式。閱讀這些：

• Double Dispatch
• Visitor Pattern

Answer 4

您的代碼運行時類型匹配的一個不錯的選擇，如果你使用它。在這裏，您將Cube收到Model&中，並簡單地將其傳遞給renderModel()。直到現在，您還沒有機會讓編譯器使用運行時類型。而是依賴於對象的靜態類型。

用2種方法可以使用運行時類型檢查。一種是使用dynamic_cast<>，另一種是在Model中提供接口方法。即

class Model { 
    virtual void print() { printf("throw..."); } // provide an interface method 
}; 

class Cube : public Model { 
    virtual void print() { print("Render cube\n"; } // implement it 
}; 

class Sphere : public Model { 
    virtual void print() { print("Render sphere\n"; } // implement it 
}; 

class SimpleOpenGLRenderer 
{ 
    public: 
    void renderModel(const Model& model) 
    { 
    model.print(); 
    } 
}; 

Answer 5

在C++中，調用重載的解析是在編譯時完成的。

要使有效實現取決於多態參數類型，您需要查閱該參數，即在參數上調用虛方法。

我認爲最簡潔的方法就是所謂的visitor pattern。您的SimpleOpenGLRenderer可以調用方法model.renderOn(*this)。然後Model::renderOn是一組重載，每種可能類型的呈現器都有一個重載，或者它是使用dynamic_cast來發現呈現器類型的單個虛擬方法。無論如何，它然後在渲染器上回調，但是現在該調用知道它是什麼類型的渲染器以及它本身是什麼類型，並且還可以調用非常特定的渲染方法，如SimpleOpenGLRenderer::renderCube。

乾杯，

Answer 6

這裏的其他解決方案將做你想要的。但在我看來，這是以複雜性爲代價的。如果您的問題與所描述的完全相同，我會建議改爲更改解決方案的體系結構。渲染者是不是試圖做模型的工作？我所看到的是一種超載生成的切換語句。

如何使模型渲染自理，比如用一些類產品更原始的繪圖方法：

class Cube : public Model { 
    render(RenderTool& tool) { 
    tool.renderCube(); //or even more low level 
    } 
}; 

class SimpleOpenGLRenderer { 
    public: 
    RenderModel(Model& model) { 
    model.render(renderTool); 
    } 
    private: 
    SomeOpenGLRenderingTool renderTool; 
};