无需 RTTI C++ 即可转换智能指针

Question

我正在尝试管理嵌入式设备上的设备。设备由设备管理器管理。它的职责是确保设备的使用寿命并为设备提供代码的其他部分。

设备有一定的方法（初始化、检查状态等）。为了简单起见，我只添加了 IsReady()。为了让代码更加灵活，我喜欢使用接口。例如，我有一个支持 UART 的 IO 扩展器。所以这个设备实现了 IDevice 但也实现了 IStream 接口。

我可以询问所有与 IStream 兼容的设备。由于我不想依赖 RTTI，因此我使用密钥来实现此目的。 （在示例中，这些是硬编码的）如果这不是必需的，我会更喜欢，但如果没有 RTTI，我不会看到这种情况发生。

当我尝试获取具有特定接口的设备时，问题就出现了。由于该接口本身不继承自 IDevice，因此我无权访问 IDevice 方法。

这是我的问题：我有一个对象，即 std::shared_ptr 现在我想访问 IDevice 定义的方法。由于 IStream 不实现 IDevice，因此我无法访问这些方法。出于同样的原因，我无法使用静态强制转换，并且因为我没有 RTTI，所以无法使用动态强制转换。

我脑海中突然出现的一个解决方案是使用 devicemanager 从 IStream 中获取 IDevice。

这是我试图实现的目标的精简版本：

class IDevice {
public:    
    virtual bool IsReady() = 0;
};

class IStream {
public:
    virtual size_t ReadStream(uint8_t* buffer, size_t bufferSize) = 0;
};

class DeviceManager {
public:
    template<typename T>
    std::vector<std::shared_ptr<T>> GetDevicesByCompatibility(const std::string& compatibility);
};


class MAX14830_Uart : public IDevice, public IStream {
public:
    bool IsReady() override;
    size_t ReadStream(uint8_t* buffer, size_t bufferSize) override;
};



void Test()
{
    DeviceManager deviceManager; // Not included in example, but the devices are instantiated and registered to the device manager

    auto devices = deviceManager.GetDevicesByCompatibility<IStream>("IStream");
    for (auto& device: devices)
    {   
        // Here is the problem, I want to check if the device is ready, but my device is of type IStream, not IDevice
        if (device->IsReady())
        {
            
        }
    }
}

Answer 1

这里有几个选项：

1. 添加一个

   deviceManager.CastDevice<IDevice>(ptr, "IDevice");

   ，这与您现有的方法非常相似。
2. 使

   IUnknown

   像每个接口都继承自的COM一样。
3. 如果您不需要外部代码添加新接口，则可以将

   IDevice

   用于所有内容，并让它包含类似

   GetStream()

   的方法，如果接口不可用，则返回

   nullptr

   。
4. 保持简单并制作一个大“丑陋”

   IDevice

   ，其中包含并非所有设备都有的方法。

所有选项 1-3 都添加了一些额外的代码来访问设备。相比之下，4. 是代码量最少且非常易于理解的选项，尽管它在架构上并不干净，并且如果方法数量增加可能会出现问题。