📄 9336.htm
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Effective C++ 2e Item39
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<b>
Effective C++ 2e Item39</b>
<P>条款39: 避免 "向下转换" 继承层次</P>
<P>在当今喧嚣的经济时代，关注一下我们的金融机构是个不错的主意。所以，看看下面这个有关银行帐户的协议类(Protocol class )（参见条款34）：</P>
<P>class Person { ... };</P>
<P>class BankAccount {<BR>public:<BR> BankAccount(const Person *primaryOwner,<BR> const Person *jointOwner);<BR> virtual ~BankAccount();</P>
<P> virtual void makeDeposit(double amount) = 0;<BR> virtual void makeWithdrawal(double amount) = 0;</P>
<P> virtual double balance() const = 0;</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>很多银行现在提供了多种令人眼花缭乱的帐户类型，但为简化起见，我们假设只有一种银行帐户，称为存款帐户：</P>
<P>class SavingsAccount: public BankAccount {<BR>public:<BR> SavingsAccount(const Person *primaryOwner,<BR> const Person *jointOwner);<BR> ~SavingsAccount();</P>
<P> void creditInterest(); // 给帐户增加利息</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>这远远称不上是一个真正的存款帐户，但还是那句话，现在什么年代？至少，它满足我们现在的需要。</P>
<P>银行想为它所有的帐户维持一个列表，这可能是通过标准库（参见条款49）中的list类模板实现的。假设列表被叫做allAccounts：</P>
<P>list<BankAccount*> allAccounts; // 银行中所有帐户</P>
<P>和所有的标准容器一样，list存储的是对象的拷贝，所以，为避免每个BankAccount存储多个拷贝，银行决定让allAccounts保存BankAccount的指针，而不是BankAccount本身。</P>
<P>假设现在准备写一段代码来遍历所有的帐户，为每个帐户计算利息。你会这么写：</P>
<P>// 不能通过编译的循环（如果你以前从没<BR>// 见过使用 "迭代子" 的代码，参见下文）<BR>for (list<BankAccount*>::iterator p = allAccounts.begin();<BR> p != allAccounts.end();<BR> ++p) {</P>
<P> (*p)->creditInterest(); // 错误!</P>
<P>}</P>
<P>但是，编译器很快就会让你认识到：allAccounts包含的指针指向的是BankAccount对象，而非SavingsAccount对象，所以每次循环，p指向的是一个BankAccount。这使得对creditInterest的调用无效，因为creditInterest只是为SavingsAccount对象声明的，而不是BankAccount。</P>
<P>如果"list<BankAccount*>::iterator p = allAccounts.begin()" 在你看来更象电话线中的噪音，而不是C++，那很显然，你以前无缘见识过C++标准库中的容器类模板。标准库中的这一部分通常被称为标准模板库（STL），你可以在条款49和M35初窥其概貌。但现在你只用知道，变量p工作起来就象一个指针，它将allAccounts中的元素从头到尾循环一遍。也就是说，p工作起来就好象它的类型是BankAccount**而列表中的元素都存储在一个数组中。</P>
<P>上面的循环不能通过编译很令人泄气。的确，allAccounts是被定义为保存BankAccount*s，但要知道，上面的循环中它事实上保存的是SavingsAccount*s，因为SavingsAccount是仅有的可以被实例话的类。愚蠢的编译器！对我们来说这么显然的事情它竟然笨得一无所知。所以你决定告诉它：allAccounts真的包含的是SavingsAccount*s：</P>
<P>// 可以通过编译的循环，但很糟糕<BR>for (list<BankAccount*>::iterator p = allAccounts.begin();<BR> p != allAccounts.end();<BR> ++p) {</P>
<P> static_cast<SavingsAccount*>(*p)->creditInterest();</P>
<P>}</P>
<P>一切问题迎刃而解！解决得很清晰，很漂亮，很简明，所做的仅仅是一个简单的转换而已。你知道allAccounts指针保存的是什么类型的指针，迟钝的编译器不知道，所以你通过一个转换来告诉它，还有比这更合理的事吗？</P>
<P>在此，我要拿圣经的故事做比喻。转换之于C++程序员，就象苹果之于夏娃。</P>
<P>这种类型的转换 ---- 从一个基类指针到一个派生类指针 ---- 被称为 "向下转换"，因为它向下转换了继承的层次结构。在刚看到的例子中，向下转换碰巧可以工作；但正如下面即将看到的，它将给今后的维护人员带来恶梦。</P>
<P>还是回到银行的话题上来。受到存款帐户业务大获成功的激励，银行决定再推出支票帐户业务。另外，假设支票帐户和存款帐户一样，也要负担利息：</P>
<P>class CheckingAccount: public BankAccount {<BR>public:<BR> void creditInterest(); // 给帐户增加利息</P>
<P> ...</P>
<P>};</P>
<P>不用说，allAccounts现在是一个包含存款和支票两种帐户指针的列表。于是，上面所写的计算利息的循环转瞬间有了大麻烦。</P>
<P>第一个问题是，虽然新增了一个CheckingAccount，但即使不去修改循环代码，编译还是可以继续通过。因为编译器只是简单地听信于你所告诉它们（通过static_cast）的一切：*p指向的是SavingsAccount*。谁叫你是它的主人呢？这会给今后维护带来第一个恶梦。维护期第二个恶梦在于，你一定想去解决这个问题，所以你会写出这样的代码：</P>
<P>for (list<BankAccount*>::iterator p = allAccounts.begin();<BR> p != allAccounts.end();<BR> ++p) {</P>
<P> if (*p 指向一个 SavingsAccount)<BR> static_cast<SavingsAccount*>(*p)->creditInterest();<BR> else<BR> static_cast<CheckingAccount*>(*p)->creditInterest();</P>
<P>}</P>
<P>任何时候发现自己写出 "如果对象属于类型T1，做某事；但如果属于类型T2，做另外某事" 之类的代码，就要扇自己一个耳光。这不是C++的做法。是的，在C，Pascal，甚至Smalltalk中，它是很合理的做法，但在C++中不是。在C++中，要使用虚函数。</P>
<P>记得吗？对于一个虚函数，编译器可以根据所使用对象的类型来保证正确的函数调用。所以不要在代码中随处乱扔条件语句或开关语句；让编译器来为你效劳。如下所示：</P>
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