实现这个"错误,抛出"回调的最佳方法是什么？

Question

请注意:在我们得到真正的问题之前,这里有很多背景信息.

我有一个相当宽的C++类层次结构(表示类似不同类型的表达式):

class BaseValue { virtual ~BaseValue(); };
class IntValue final : public BaseValue { int get() const; };
class DoubleValue final : public BaseValue { double get() const; };
class StringValue final : public BaseValue { std::string get() const; };

而另一方面,我有办法强制用户的输入到预期的类型:

class UserInput { template<class T> get_as() const; };

因此,编写匹配器的一种方法是"用户的输入是否等于此BaseValue的值？" - 会是这样的:

class BaseValue { virtual bool is_equal(UserInput) const; };
class IntValue : public BaseValue {
    int get() const;
    bool is_equal(UserInput u) const override {
        return u.get_as<int>() == get();
    }
};
// and so on, with overrides for each child class...
bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    return bp->is_equal(u);
}

但是,这不会在"层次结构的宽度"方向或"操作次数"方向上进行缩放.例如,如果我想添加bool does_be_greater(BaseValue*, UserInput),则需要一个完整的其他虚拟方法,其中N个实现分散在层次结构中.所以我决定改用这条路线:

bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    if (typeid(*bp) == typeid(IntValue)) {
        return static_cast<IntValue*>(bp)->get() == u.get_as<int>();
    } else if (typeid(*bp) == typeid(DoubleValue)) {
        return static_cast<DoubleValue*>(bp)->get() == u.get_as<double>();
    ...
    } else {
        throw Oops();
    }
}

事实上,我可以做一些元编程并将其折叠成一个visit采用通用lambda的函数:

bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    my::visit<IntValue, DoubleValue, StringValue>(*bp, [&](const auto& dp){
        using T = std::decay_t<decltype(dp.get())>;
        return dp.get() == u.get_as<T>();
    });
}

my::visit实现为"递归"函数模板:my::visit<A,B,C>只是简单地测试typeid对A,调用拉姆达如果是这样,并呼吁my::visit<B,C>如果没有.在调用堆栈的底部,my::visit<C>测试typeid C,如果是,则调用lambda,否则抛出Oops().

好的,现在我的实际问题!

问题my::visit在于错误行为"throw Oops()"是硬编码的.我真的更喜欢让用户指定错误行为,如下所示:

bool does_be_greater(BaseValue *bp, UserInput u) {
    my::visit<IntValue, DoubleValue, StringValue>(*bp, [&](const auto& dp){
        using T = std::decay_t<decltype(dp.get())>;
        return dp.get() > u.get_as<T>();
    }, [](){
        throw Oops();
    });
}

我遇到的问题是,当我这样做时,我无法弄清楚如何以这样的方式实现基类:编译器将关闭不匹配的返回类型或从函数的末尾掉落!这是没有on_error回调的版本:

template<class Base, class F>
struct visit_impl {
    template<class DerivedClass>
    static auto call(Base&& base, const F& f) {
        if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
            using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
            return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
        } else {
            throw Oops();
        }
    }

    template<class DerivedClass, class R, class... Est>
    static auto call(Base&& base, const F& f) {
    [...snip...]
};

template<class... Ds, class B, class F>
auto visit(B&& base, const F& f) {
    return visit_impl<B, F>::template call<Ds...>( std::forward<B>(base), f);
}

这就是我真正想要的:

template<class Base, class F, class E>
struct visit_impl {
    template<class DerivedClass>
    static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
        if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
            using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
            return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
        } else {
            return on_error();
        }
    }

    template<class DerivedClass, class R, class... Est>
    static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
    [...snip...]
};

template<class... Ds, class B, class F, class E>
auto visit(B&& base, const F& f, const E& on_error) {
    return visit_impl<B, F>::template call<Ds...>( std::forward<B>(base), f, on_error);
}

也就是说,我希望能够处理这两种情况:

template<class... Ds, class B, class F>
auto visit_or_throw(B&& base, const F& f) {
    return visit<Ds...>(std::forward<B>(base), f, []{
        throw std::bad_cast();
    });
}

template<class... Ds, class B>
auto is_any_of(B&& base) {
    return visit<Ds...>(std::forward<B>(base),
        []{ return true; }, []{ return false; });
}

所以我想一种方法是编写基本案例的几个特化:

• 什么时候is_void_v<decltype(on_error())>,{on_error(); throw Dummy();}用来沉默编译器警告

• 何时is_same_v<decltype(on_error()), decltype(f(Derived{}))>使用{return on_error();}

• 否则,静态断言

但我觉得我错过了一些更简单的方法.谁能看到它？

Answer 1

我想一种方法是编写基本案例的几个专业化

您可以不这样做，而是将“编译时分支”隔离到专门处理调用的函数on_error，并调用该新函数而不是on_error内部函数visit_impl::call。

template<class DerivedClass>
static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
    if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
        using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
        return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
    } else {
        return error_dispatch<F, Derived>(on_error);
//             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    }
}

template <typename F, typename Derived, typename E>
auto error_dispatch(const E& on_error) 
    -> std::enable_if_t<is_void_v<decltype(on_error())>>
{
    on_error(); 
    throw Dummy();
}

template <typename F, typename Derived, typename E>
auto error_dispatch(const E& on_error) 
    -> std::enable_if_t<
        is_same_v<decltype(on_error()), 
                  decltype(std::declval<const F&>()(Derived{}))>
    >
{
    return on_error();
}