从模板函数有条件地返回不同类型的正确方法

Question

我有一个通常返回整数的函数，但由于值的语义可能不同，我想对它们进行强类型，所以我引入了两种类型，例如金钱和时间，简化为

struct Money {
   uint32_t value;
}

该函数将根据 bool 参数返回 Money 或 Time。假设它看起来像这样：

template <typename T> T getValue(bool mode) {
  Money money;
  Time time;
  ...
  if (mode == ModeMoney) {
   money = something * 2;//get it from somewhere - irrelevant for the example
   return money;
  }
  if (mode == ModeTime) {
   time = something * 100;
   return time;
  }
}

现在编译器会抱怨不同的返回类型，所以我添加了专门的模板函数来返回值本身：

template <> Money variableValue<Money>(something) { return something * 2 };
template <> Time variableValue<Time>(something) { return something * 100};

这允许在调用时删除 bool 参数，主函数现在将更改为：

template <typename T> T getValue(bool mode) {
  ....//calculation of *something* is the same, we only need different output from the function
  return variableValue<T>(something);
}

这是一个好方法吗？

Answer 1

根据 Ami 的评论，我建议您制作两个函数和一个助手：

Time getTime() { return calculateSomething() * 100; }
Money getMoney() { return calculateSomething() * 2; }

将不同的用例分开；模板的主要目的是使接口更简单，而不是实现。但是，如果您使用模板将看起来应该是两个功能的东西变成一个，那不会使界面更简单，因为它不直观。 （正如您的问题所示，它实际上也没有使实现更简单。）

Answer 2

作为替代解决方案，您可以使用特征类来执行此操作并避免重复代码。
它遵循一个最小的例子：

template<typename>
struct traits;

template<>
struct traits<Money> {
    using return_type = Money;
    static constexpr std::size factor = 2;
};

template<>
struct traits<Time> {
    using return_type = Time;
    static constexpr std::size factor = 100;
};

template <typename T>
traits<T>::return_type getValue() {
    traits<T>::return_type ret;
    // ...
    ret = something * traits<T>::factor;
    return ret:
}

是否合适的解决方案主要取决于getValue的真实代码和实际实现。

Answer 3

除了关于设计问题的问题，您似乎想要一个标记的联合或变体variant<Time, Money>。下一个 C++ 标准将具有 variant class in the standard library，但在此可用之前，您可以使用 Boost.Variant。有了这个，代码看起来像

std::variant<Money, Time> getValue(bool mode) {
    if (mode) {
        return std::variant<Money, Time>( Money{23} );
    }
    else {
        return std::variant<Money, Time>( Time{42} );        
    }
}

auto m = std::get<Money>( getValue(true) );
auto m2 = std::get<Money>( getValue(false) );
assert( m != nullptr && m2 == nullptr );

您也可以仅通过使用联合来实现自己的金钱和时间变体：

struct TimeOrMoney
{
    enum class Type {isTime, isMoney};
    Type type;
    union
    {
        Time time;
        Money money;
    }
}

另一种方法可能是返回std::pair< boost::optional<Money>, boost::optional<Time> >，然后检查实际设置了两者中的哪一个。这使用特殊的可选状态作为标记来指示已设置的值。