没有模板参数的模板类的容器

Question

我想知道您是否可以拥有一个包含具有不同模板参数的对象的容器。

我正在尝试实现这样的目标：

#include <iostream>
#include <list>

template <class T>
class base
{
    public:
        T val;
        base(T newVal): val(newVal) {}; 
};

class derived : public base<int>
{
    public:
        derived(int newVal): base(newVal) {}; 
};

int main ( void )
{
    std::list < base<?> > base_collection;
    return 0;
}

我希望我当前的项目尽可能灵活和动态，当需要新的派生类时几乎不需要额外的编码，而我当前的实现使得存在这样的列表很重要。

是否有一种常用的、有益的、干净的方式来实现这一目标？

Answer 1

目前尚不完全清楚您为什么需要这样做，或者您打算对列表的元素执行哪些操作（顺便说一句，请考虑改用 std 向量）。我建议您创建一个通用的非模板基类，该基类继承自：

struct mainbase {
  virtual ~mainbase() = default;
};

template <class T>
class base : public mainbase
{
    public:
        T val;
        base(T newVal): val(newVal) {}; 
};


class derived : public base<int>
{
    public:
        derived(int newVal): base(newVal) {}; 
};

int main ( void )
{
    std::list < std::unique_ptr<mainbase>> > base_collection;
    return 0;
}

毕竟，如果您要将它们全部放在一个向量中，您很可能需要一组可以对这些对象执行的通用操作。把它们放在mainbase。

正如@BenjaminLindley 指出的那样，您不能按值进行多态性。这就是为什么你会使用指针(such as unique_ptr):std::unique_ptr<mainbase>。

对于 C++17，有一个针对 std::any 的提案（正在进行中），可以使用它来代替，但您仍然需要执行特定的强制转换才能获得具有正确类型的内容。

Answer 2

一个可能的实现是使用双重调度：

#include <iostream>
#include <list>

struct visitor;

struct dispatchable {
    virtual void accept(visitor &v) = 0;
};

template <class>
struct base;

struct visitor {
    template<typename T>
    void visit(base<T> &);
};

template <class T>
struct base: dispatchable {
    T val;
    base(T newVal): val(newVal) {};
    void accept(visitor &v) override { v.visit(*this); }
};

struct derivedInt : base<int> {
    derivedInt(int newVal): base(newVal) {}; 
};

struct derivedDouble : base<double> {
    derivedDouble(double newVal): base(newVal) {}; 
};

template<>
void visitor::visit(base<int> &) {
    std::cout << "int" << std::endl;
}

template<>
void visitor::visit(base<double> &) {
    std::cout << "double" << std::endl;
}

int main ( void ) {
    visitor v{};
    std::list <dispatchable*> coll;
    coll.push_back(new derivedInt{42});
    coll.push_back(new derivedDouble{.42});
    for(auto d: coll) d->accept(v);
}

这样，您只需定义处理您要引入的新base<T> 类型的专用函数。
例如，如果你想使用base<char>，你必须定义：

template<>
void visitor::visit(base<char> &) {
    std::cout << "char" << std::endl;
}

请注意，我假设您想以不同的方式处理 base<T> 的每个专业化。否则，定义泛型成员函数 visitor::visit 并删除特化就足够了。

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旁注：不要使用裸指针。
这是一个例子。在生产代码中，我会改用智能指针。