强制执行纯虚函数实现，可能使用不同的参数类型

Question

我目前有一个基类Env，它是一个接口，并且我有几个派生类。

class Env

{
    public:

        //method in question
        virtual std::tuple<Eigen::VectorXf,float,bool,std::string> step(const //what goes here?//)=0;

        virtual ~Env(); //virtual destructor
};

派生类的示例如下（标题）

class MountainCar: public Env

{
    public:

        MountainCar();
        std::tuple<VectorXf,float,bool,std::string> step(const int) override;

};

现在，设计是所有环境都必须从Env继承。但是，我想强制所有环境来实现step（）方法，这就是为什么基本Env中的step方法是纯虚拟方法的原因。

但是，每个派生的Env在step方法中可以采用不同的参数类型，并且这应该是有效的替代（这些有效类型来自固定的已知集合）例如，mountain car用int参数定义了它。另一个环境CartPole使用VectorXf作为step参数。

最初，我使基类成为带有参数U的模板类，然后将U传递给step方法。然后，派生类用于继承模板实例，例如从Env继承的MountainCar示例。但是，问题在于所有派生类都继承自基类的不同实例，并且我不能再将公共基指针用于多态。

如何设计具有C ++ 11功能的系统？

Answer 1

您的前提没有任何意义。让我们想象一下有可能：

class Base {
    virtual void step(/* something */);
};
class DerivedString : public Base {
    void step(std::string) override;
};
class DerivedInt : public Base {
    void step(int) override;
};

你会怎么做？

std::unique_ptr<Base> bs = std::make_unique<DerivedString>();
bs->step(1);  // compiler error? runtime error?

std::unique_ptr<Base> bi = std::make_unique<DerivedInt>();
bi->step("one");  // compiler error? runtime error?

如果您的答案是“编译器错误”，则应删除虚函数和基类，因为它们未提供任何值。

如果您的答案是“运行时错误”，并且您使用的是C ++ 17，则可以使用std::any：

class Base {
    virtual void step(std::any);
};
class DerivedString : public Base {
    void step(std::any v) override {
        step(std::any_cast<std::string>(v));
    }
    void step(std::string s);
};
class DerivedInt : public Base {
    void step(std::any v) override {
        step(std::any_cast<int>(v));
    }
    void step(int i);
};

这将导致std::bad_any_cast被抛出上方。

如果您没有C ++ 17，并且事先知道类型集，则可以预先声明函数的每个重载：

class Base {
    virtual void step(std::string) { throw runtime_error(); }
    virtual void step(int) { throw runtime_error(); }
};
// only subclass from this
template<typename T>
class BaseHelper : public Base {
    void step(T) override = 0; // replace with pure-virtual
}
class DerivedString : public BaseHelper<std::string> {
    void step(std::string s) override;  // compiler error when instantiated if forgotten
};
class DerivedInt : public BaseHelper<int> {
    void step(int i) override;
};