C++一個包含多種類型的模板類的std :: vector

Question

我需要在單個向量中存儲多種類型的模板類。

例如，爲：

template <typename T> 
class templateClass{ 
    bool someFunction(); 
}; 

我需要將存儲所有的一個載體：

templateClass<int> t1; 
templateClass<char> t2; 
templateClass<std::string> t3; 
etc 

據我知道這是不可能的，如果是會有人說怎麼樣？

如果無法解釋如何做出如下工作？

作爲解決辦法，我嘗試使用基本非模板類，並從中繼承模板類。

class templateInterface{ 
    virtual bool someFunction() = 0; 
}; 

template <typename T> 
class templateClass : public templateInterface{ 
    bool someFunction(); 
}; 

我然後創建了一個矢量來存儲基地「templateInterface」級：

std::vector<templateInterface> v; 
templateClass<int> t; 
v.push_back(t); 

這將產生以下錯誤：

error: cannot allocate an object of abstract type 'templateInterface' 
note: because the following virtual functions are pure within 'templateInterface' 
note: virtual bool templateInterface::someFunction() 

爲了解決這個錯誤我在取得的功能templateInterface不是通過提供一個函數體來進行純虛擬，而是在編譯時調用該函數而不是使用overide而是在虛函數中使用body。

如：

class templateInterface{ 
    virtual bool someFunction() {return true;} 
}; 

template <typename T> 
class templateClass : public templateInterface{ 
    bool someFunction() {return false;} 
}; 

std::vector<templateInterface> v; 
templateClass<int> i; 
v.push_back(i); 
v[0].someFunction(); //This returns true, and does not use the code in the 'templateClass' function body 

有什麼辦法來解決這個問題，這樣的重寫功能被使用，或者是有其他的解決方法來存儲多種模板類型中的一個載體？

Answer 1

爲什麼您的代碼不起作用：

在值調用虛函數不使用多態。它調用爲編譯器所看到的確切符號類型定義的函數，而不是運行時類型。當你將子類型插入到基類型的向量中時，你的值將被轉換成爲基類型（「類型切片」），這不是你想要的。對它們調用函數現在將調用爲基類型定義的函數，因爲不是是該類型的。

如何解決這個問題？

同樣的問題可以與此代碼段被再現：

templateInterface x = templateClass<int>(); // Type slicing takes place! 
x.someFunction(); // -> templateInterface::someFunction() is called! 

多態性僅適用於一個指針或參考類型。然後它將使用指針/引用背後的對象的運行時類型來決定調用哪個實現（通過使用它的vtable）。

轉換指針對於類型切片是完全「安全的」。您的實際的值根本不會被轉換，多態性將按預期工作。

實施例，類似於上面的代碼段：

templateInterface *x = new templateClass<int>(); // No type slicing takes place 
x->someFunction(); // -> templateClass<int>::someFunction() is called! 

delete x; // Don't forget to destroy your objects. 

什麼矢量？

所以你必須在你的代碼中採用這些改變。您只需將指針存儲到向量中的實際類型，而不是直接存儲值。

使用指針時，你也必須關心刪除你分配的對象。爲此，您可以使用智能指針，該指針自動關心刪除。 unique_ptr就是這樣一種智能指針類型。只要它超出範圍（「唯一所有權」 - 作爲所有者的範圍），就會刪除指針。假設你的對象的生命週期是綁定到這個範圍，你應該使用什麼：

std::vector<std::unique_ptr<templateInterface>> v; 

templateClass<int> *i = new templateClass<int>(); // create new object 
v.push_back(std::unique_ptr<templateInterface>(i)); // put it in the vector 

v.emplace_back(new templateClass<int>()); // "direct" alternative 

然後，調用虛函數的語法如下這些元素之一：

v[0]->someFunction(); 

確保您將使所有功能虛擬應該可能被子類覆蓋。否則，他們的重寫版本將不會被調用。但既然你已經引入了一個「接口」，我相信你正在使用抽象函數。

替代方法：

其它方法來完成你想要的是在矢量使用變種類型。有一些變體類型的實現，Boost.Variant是非常流行的。如果您沒有類型層次結構（例如，當您存儲基元類型時），此方法尤其好。然後你會使用一個向量類型，如std::vector<boost::variant<int, char, bool>>

Answer 2

多態只能通過指針或引用。你需要 需要非模板庫。除此之外，您需要決定容器中的實際對象將在哪裏生存的 。如果他們都是 靜態物體（具有足夠的使用壽命），只需使用 a std::vector<TemplateInterface*>，並插入 v.push_back(&t1);等應該做的伎倆。否則， 您可能會想要支持克隆，並將克隆保存在 向量中：最好使用Boost指針容器，但也可以使用 std::shared_ptr。

Answer 3

如果你正在尋找一個容器來存儲多種類型，那麼你應該從流行的boost庫中探索boost variant。

Answer 4

到目前爲止給出的解決方案都很好，但請注意，如果您在示例中返回除bool之外的模板類型，則這些都不會有幫助，因爲vtable插槽無法在手動測量之前進行測量。從設計角度來看，實際上有限制使用面向模板的多態解決方案。