类型擦除：在编译时检索值类型检查

我有一组非常不同的类型，我希望将实例存储在单个集合中，特别是地图。为此，我使用类型擦除成语，即。我从该模板，类型特定类继承的非模板基类：类型擦除：在编译时检索值类型检查

struct concept 
{ 
    virtual std::unique_ptr<concept> copy() = 0; // example member function 
}; 

template <typename T> 
struct model : concept 
{ 
    T value; 
    std::unique_ptr<concept> copy() override { ... } 
}

然后我店unique_ptrs到概念在我的地图。为了检索这个值，我有一个模板化的函数，它对指定的类型进行动态转换。

template <typename T> 
void get(concept& c, T& out) { 
    auto model = dynamic_cast<model<T>>(&c); 
    if (model == nullptr) throw "error, wrong type"; 
    out = model->value; 
}

我不喜欢这个解决方案是，指定一个错误的T只在运行时检测到。我真的很喜欢这个在编译时完成。

我的选择是因为我看到下面，但我不认为他们能在这里帮助：

通过对每个类型的过载，或模板函数指定免费使用的功能特设多态性，但我不知道在哪里存储结果。
- 使用CRTP将不起作用，因为那么基类将需要模板化。
- 从概念上讲，我需要一个虚拟函数，它需要一个类的实例来存储结果。然而，由于我的类型是根本不同的，这个类需要模板化，这不适用于虚拟。

不管怎么说，我甚至不知道这在逻辑上是可行的，但如果有办法做到这一点，我会很高兴。

来源

2017-09-04 Marius Herzog

整个擦除类型是将类型分辨率移动到运行时。编译时检查没有多大意义。 – Frank

另外：你应该避免抛出原始字符串，而是使用'std :: exception'。 – Frank

你可能想要'variant'而不是你的基类。在这两种情况下，您都可以使用访问者。 – Jarod42

对于有限的一组类型，您最好的选择是variant。您可以通过指定对每个变体采取的操作，从而轻松操作变体，然后可以正确操作变体。沿着这些路线的东西：

std::unordered_map<std::string, std::variant<Foo, Bar>> m; 

m["a_foo"] = Foo{}; 
m["a_bar"] = Bar{}; 

for (auto& e : m) { 
    std::visit(overloaded([] (Foo&) { std::cerr << "a foo\n"; } 
          [] (Bar&) { std::cerr << "a bar\n"; }, 
       e.second); 
}

std::variant是C++ 17，但通常可在实验命名空间事先，你也可以使用的版本从升压。看到这里的重载定义：http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/visit（只是一个小实用程序，标准库不幸没有提供）。

当然，如果您希望某个键映射到某个特定类型，并且想要抛出一个错误（如果没有），那么在编译时仍然没有办法处理它。但是，这可以让你编写访问者为变体中的每种类型执行所需的操作，类似于某种意义上的虚拟，但不需要实际具有通用的接口或基类。

来源

2017-09-04 17:52:52

这可能是我想要的。我不希望某个键映射到特定的类型，只是“创建/检索”的类型是相同的。 –

体面质量的“重载”需要函数指针专门化，以便可以重载非lambda表达式。考虑到简单的重载是多么短暂，你可以将它包含在你的文章中吗？ – Yakk

@Yakk它被标记为11，而不是17，在11重载是更多的几行，因为你不能'使用...'。如果您认为这会更有帮助，我可以提供一个11实施的链接？ –

您无法对擦除类型进行编译时类型检查。这首先违背了整个擦除类型。

但是，您可以通过提供不变的保证来获得同等级别的安全性，即擦除类型将与预期类型相匹配。

显然，这是否可行取决于您的设计在更高的水平。

下面是一个例子：

class concept { 
public: 
    virtual ~concept() {} 
}; 

template<typename T> 
struct model : public concept { 
    T value; 
}; 

class Holder { 
public: 
    template<typename T> 
    void addModel() { 
    map.emplace(std::type_index(typeid(T)), std::make_unique<model<T><()); 
    } 

    template<typename T> 
    T getValue() { 
    auto found = types.find(std::type_index(typeid(T))); 
    if(found == types.end()) { 
     throw std::runtime_error("type not found"); 
    } 

    // no need to dynamic cast here. The invariant is covering us. 
    return static_cast<model<T>*>(found->second.get())->value; 
    } 

private: 
    // invariant: map[type] is always a model<type> 
    std::map<std::type_index, std::unique_ptr<concept>> types; 
};

强劲的封装这里提供了安全性几乎等同于一个编译时检查的水平，因为地图插入都在积极保护，以保持不变。

同样，这可能不适用于您的设计，但它是处理这种情况的一种方式。

来源

2017-09-04 17:40:45 Frank

您的运行时检查发生在您退出类型擦除的位置。

如果要编译时检查操作，请在擦除类型边界内移动它，或者导出足够的信息以稍后键入擦除。

所以列举类型，如std变体。或者列举算法，就像你拷贝一样。你甚至可以混合它，就像存储各种类型的各种擦除子算法的变体一样。

这不支持任何类型多态的任何算法;必须列举其中的一个，以便在编译时解决问题并且不需要运行时检查。

来源

2017-09-04 18:13:13 Yakk

但我不得不枚举算法和类型，或不？例如，我可以创建一个虚拟的get成员（=枚举算法），其中每个重载都有一个不同类型（=枚举类型）作为输出参数？我认为这会奏效，但我不能让他们中的任何一个离开，或者我可以吗？ –

@MariusHerzog不，如果你枚举类型，你会得到一个变体。如果列举算法，则会得到类似'std :: function :: operator（）'的'copy'函数的东西。 'get'是从类型擦除到具体类型的*退出*;自然是涉及退出式擦除。但是，您可以*使用值*做某些事情。如果你用类型擦除的数据做了7件不同的事情，你可以把这些事情用在类型擦除中的'get' *来完成，而不是在那里你必须进行运行时检查。 – Yakk

类型擦除：在编译时检索值类型检查

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