C ++设计：从基类转换为派生类，没有额外的数据成员

Question

我写了很多处理消息协议的代码。消息协议通常会具有通用的消息帧，可以从串行端口或套接字反序列化。该帧包含消息类型，并且必须根据消息类型来处理消息有效负载。

通常，我用访问器方法和构造函数编写一个多态类集，该构造函数引用消息框。

我想到的是，我可以直接从消息框架派生访问器类，然后从消息框架重新解释_cast到适当的访问器类，而不是基于对消息框架的引用来构造访问器类。这使代码更加简洁，并节省了一些字节和处理器周期。

请参见下面的示例（极度虚构和压缩）。显然，对于生产代码，所有这些都需要适当地封装，强制转换成为派生类的成员，更好地分离了所关注的问题，并添加了一些验证。为了简洁起见，已全部删除。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>

struct GenericMessage
{
  GenericMessage(const char* body):body_(body, body+strlen(body)){}
  std::vector<char> body_;  
};

struct MessageType1:public GenericMessage
{
    int GetFoo()const
    {
        return body_[2];
    }
    int GetBar()const
    {
        return body_[3];
    }    
};

int main() 
{
    GenericMessage myGenericMessage("1234");
    MessageType1* myMgessageType1 = reinterpret_cast<MessageType1*>(&myGenericMessage);
    std::cout << "Foo:" << myMgessageType1->GetFoo() << std::endl;
    std::cout << "Bar:" << myMgessageType1->GetBar() << std::endl;
    return 0;
}

我从来没有见过任何地方这样做。考虑到派生没有其他数据成员，以这种方式从基础到派生有任何不利之处吗？

Answer 1

这就是为什么我不使用这种技术的原因：

1. 这违反了标准，导致行为未定义。的确，这几乎一直都有效，但是您不能排除将来的问题。人们已经看到编译器在优化中使用了未定义的行为，这对毫无疑问的程序员是不利的。而且您无法预测何时，在何种情况下会发生这种情况。

2. 您不能保证您和队友都不会将某些数据成员添加到派生类型。随着时间的推移，您的类层次结构将不断增长，并且将添加更多代码；在某些时候，对于您或其他程序员而言，将一个无辜的数据成员添加到派生类型（即使是临时性的，也许出于某种调试目的）可能并不明显，这可能会带来灾难。

3. 有一些合法的替代方法，例如，根据引用使用包装器：

   #include <iostream>
   
   struct Elem
   { };
   
   struct ElemWrapper
   {
     Elem &elem_;
   
     ElemWrapper(Elem &elem) : elem_(elem)
     { }
   };
   
   struct ElemWrapper1 : ElemWrapper
   {
     using ElemWrapper::ElemWrapper;
   
     void foo()
     { std::cout << "foo1" << std::endl; }
   };
   
   struct ElemWrapper2 : ElemWrapper
   {
     using ElemWrapper::ElemWrapper;
   
     void foo()
     { std::cout << "foo2" << std::endl; }
   };
   
   int main()
   {
     Elem e;
   
     ElemWrapper1(e).foo();
   
     return 0;
   }