如何在容器中存储不同类型的模板化对象？

Question

假设我有一个vector（或list任何可能更适合这里的容器），我想将多个模板类型的对象（或指针）存储在：

std::vector<MyClass<double>> v;
// std::vector<MyClass<double> *> v;

不幸的是，我想在这个容器中存储不同的模板化对象（我需要在恒定时间访问它们）。

我的第一直觉是建立某种形式的WrapperClass周围MyClass，将内部管理的任何MyClass一个成员变量，但它不是很清楚，我怎么就可以沿着适当的类型，通过传递MyClass：

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdlib.h>
#include <vector>

using namespace std;

template<typename T>
class MyClass
{
public:
    MyClass() {}
    ~MyClass() {}
};

// templating this of course works, but it doesn't solve my problem
template<typename T>
class WrapperClass
{
public:
    WrapperClass()
    {
        m_object = MyClass<T>();
    }

    ~WrapperClass() { }

private:
    MyClass<T> m_object;
};

int main()
{
    WrapperClass<bool> tmp = WrapperClass<bool>();

    std::vector<WrapperClass<bool> *> v;

    return 0;
}

那么是否有（A）一个与vector我可以用于解决这个问题的容器不同的容器，或者（B）一种在构造函数中选择MyClassin类型的方法WrapperClass？我在想一些事情：

class WrapperClass2
{
public:
    WrapperClass2(unsigned int typeId)
    {
        switch (typeId)
        {
            case 0: m_object = new MyClass<bool>();
            case 1: m_object = new MyClass<int>();
            case 2: m_object = new MyClass<float>();
            default: m_object = new MyClass<double>();
        }
    }

    ~WrapperClass2()
    {
        delete m_object;
    }

private:
    MyClass * m_object;
};

另一个想法可能是AbstractType在向量中使用一些父级，但我不确定这将如何帮助解决模板化类型问题。

Answer 1

类模板的不同实例是完全不相关的类型，因此您不能拥有直接存储它们的容器。

您有几个选择：

1. 保留指向类模板继承的某个基类的指针集合：

class Base
{
    virtual ~Base {}
    virtual void someMethod() const = 0;
};
    
template <typename T>
class MyClass : public Base
{
    void someMethod() const
    {
        // stuff
    }
};
    
int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<Base>> objs;
    objs.push_back(std::make_unique<MyClass<int>>());
    objs.push_back(std::make_unique<MyClass<std::string>>());

for (auto i : objs) {
        i->someMethod();
    }
}

这是一种相当简单的方法，但它会产生一些动态分配和 RTTI 的运行时开销。还要注意someMethod不能 return T，因为它是父类上的一个不知道是什么的T方法。

2. 使用某种类型擦除的包装器boost::any（或即将std::any在 C++17 中使用）。

#include <any>
#include <string>
#include <vector>

template <typename T>
class MyClass {
 public:
  T someMethod() const {
    // stuff
    return {};
  }
};

void someFunctionThatTakesInt(int i) {}
void someFunctionThatTakesString(std::string s) {}

int main() {
  std::vector<std::any> objs;
  objs.push_back(MyClass<int>());
  objs.push_back(MyClass<std::string>());

  for (const auto& i : objs) {
    if (i.type() == typeid(MyClass<int>)) {
      auto& mc = std::any_cast<const MyClass<int>&>(i);
      someFunctionThatTakesInt(mc.someMethod());
    } else if (i.type() == typeid(MyClass<std::string>)) {
      auto& mc = std::any_cast<const MyClass<std::string>&>(i);
      someFunctionThatTakesString(mc.someMethod());
    }
  }
}

这种方法意味着您可以拥有someMethodreturn T，但使得处理从 检索对象变得更加困难，vector因为您必须先弄清楚它们是什么类型，然后才能对它们执行任何操作（您实际上是在滚动自己的 RTTI）。

3. 别。

重新思考为什么你首先需要这个。也许另一种方法可以更好地工作。也许有回调或访客的东西。我不知道你在这里的目标，所以我真的不能说什么是合适的。