从非模板基类指针调用模板派生类方法的方法

Question

我正在尝试在我的项目中实现一个类似于 Qt 中的属性系统的属性系统。我们刚开始提出一些想法，正处于原型设计阶段。 基本上，我从 Qt 中了解到的是，客户端应该能够通过 .h 文件中的一些宏来传递 get 函数、set 函数和属性类型。所以我试着模仿。

以下是我的示例代码：

抽象的 getter 类。这种类型的getter类是Property Class的成员

class AbstractFunc
{
public:
  template < typename R > 
  R Invoke ()
  {
    return (this)->Invoke ();
  }
};

获取函数模板：返回值可以是 T , T&, const T& , T* 等。

template < typename R, class T > class GetterFunction : public AbstractFunc
{
  typedef R (T::*GetterFunc) ();

public:
  GetterFunction (T * obj, GetterFunc func):m_Obj (obj), m_Func (func)
  {
  }

  R Invoke ()
  {
    return m_Obj->*(m_Func) ();
  }

public:
  T * m_Obj;
  GetterFunc m_Func;
};

属性类：

class Property
{
public:
  Property (string name, AbstractFunc* getter):m_name (name), m_getter (getter)
  {

  }

  template < typename R > R GetValue ()
  {
    return m_getter->Invoke < R > ();
  }

private:
  string m_name;
  AbstractFunc* m_getter;
}; 

一些窗口类：

class Window
{
public:

};

示例窗口类

class CheckBox :public Window
{
public:
  int GetChecked ()
  {
    return m_checked;
  }
  void SetChecked (int nChecked)
  {
    m_checked = nChecked;
  }

  void AddProperty (string name)
  {
    m_prop = new Property (name, new GetterFunction< int, Checked >(this, &Checked::GetChecked));
  }

  int m_checked;
  Property *m_prop;
};

主要功能：

int main ()
{

  CheckBox cc;
  cc.AddProperty ("Hello");

  cout<<"value:"<< cc.m_prop->GetValue<int>();

  return 0;
}

问题： Getter 函数在属性类中被记住为 AbstractFunc。我想在 AbstractFunc* 实例上调用“Invoke”，它应该调用成员函数并返回正确的返回类型。上面的代码在 AbstractFunc::Invoke 处抛出错误。

see live

Answer 1

您的AbstractFunc 根本不是抽象的：它的Invoke 不是虚拟的。所以即使GetterFunction 也有一个名为Invoke 的方法，该方法实际上并没有覆盖AbstractFunc::Invoke；它只是隐藏它。当您尝试通过AbstractFunc* 调用Invoke 时，它会调用AbstractFunc::Invoke，它会进入无限递归并因此产生UB。

我会按照@n.m. 的建议创建一个像这样的类层次结构：

class AbstractFunc {
  // lock down construction
  AbstractFunc() = default;
public:
  template<typename R>
  R Invoke();
  template<typename R>
  bool HasType() const noexcept;
  virtual ~AbstractFunc() = default; // need to have SOME virtual method so that we have runtime type info; also a virtual destructor is required anyway

  template<typename R>
  friend class TypedFunc;
};
template<typename R>
struct TypedFunc : AbstractFunc { // the ONLY instances of AbstractFunc are also instances of specializations of TypedFunc
  virtual R InvokeTyped() = 0;
};
// one kind of TypedFunc applies a getter on an object
template<typename R, typename T>
struct GetterFunc : TypedFunc<R> {
  // you never see a GetterFunc in the interface anyway... don't see a need to hide these
  T *obj; // have you considered std::shared_ptr?
  R (T::*getter)();
  GetterFunc(T *obj, R (T::*getter)()) : obj(obj), getter(getter) { }
  R InvokeTyped() override { return (obj->*getter)(); }
};
template<typename R, typename T>
std::unique_ptr<GetterFunc<R, T>> MakeGetterFunc(T *obj, R (T::*getter)()) {
  return std::make_unique<GetterFunc<R, T>>(obj, getter);
}
// another kind applies a functor, etc.
template<typename R, typename F>
struct FunctorFunc : TypedFunc<R> {
  F func;
  template<typename... G>
  FunctorFunc(G&&... args) : func(std::forward<G>(args)...) { }
  R InvokeTyped() override { return func(); }
};

这已经可用：如果您有一个AbstractFunc* 或AbstractFunc&，您可以将dynamic_cast 降为预期类型的​​TypedFunc（例如TypedFunc<int>）。如果成功（您得到一个非空指针或没有std::bad_cast 异常），那么您只需调用InvokeTyped，而无需知道您实际处理的是哪种GetterFunc/FunctorFunc/。在 AbstractFunc 中声明的函数 Invoke 和 HasType 只是帮助完成此任务的糖。

template<typename R>
bool AbstractFunc::HasType() const noexcept {
  return dynamic_cast<TypedFunc<R> const*>(this);
}
template<typename R>
R AbstractFunc::Invoke() {
  return dynamic_cast<TypedFunc<R>&>(*this).InvokeTyped();
  // throws std::bad_cast if cast fails
}

完成。

class Property {
  std::string name;
  std::unique_ptr<AbstractFunc> getter;
public:
  Property(std::string name, std::unique_ptr<AbstractFunc> getter) : name(std::move(name)), getter(std::move(getter)) { }
  template<typename R>
  bool HasType() const noexcept { return getter->HasType<R>(); }
  template<typename R>
  R GetValue() const { return getter->Invoke<R>(); }
  std::string const &GetName() const noexcept { return name; }
};
struct Window {
  virtual ~Window() = default;
  // doesn't really make sense to add/remove these from outside...
  virtual std::vector<Property> GetProperties() = 0;
};
class CheckBox : public Window {
  int checked = 0;
public:
  int GetChecked() /*const*/ noexcept { return checked; }
  void SetChecked(int checked) noexcept { this->checked = checked; }
  std::vector<Property> GetProperties() override {
    std::vector<Property> ret;
    ret.emplace_back("Boxes Checked", MakeGetterFunc(this, &CheckBox::GetChecked));
    return ret;
  }
};

int main() {
  CheckBox cb;
  cb.SetChecked(5);
  for(auto const &prop : cb.GetProperties()) std::cout << prop.GetName() << ": " << prop.GetValue<int>() << "\n";
}

然后您可以添加例如virtual std::type_info const& GetType() const 或类似于 AbstractFunc 如果您希望能够直接获取类型等。