C++ 继承/模板问题答案

【问题标题】：C++ inheritance/template questionC++ 继承/模板问题
【发布时间】：2010-07-12 15:35:46
【问题描述】：

我有两个类，点和像素：

class point {
    public:
        point(int x, int y) : x(x), y(y) { };
    private:
        int x, y;
}

template <class T>
class pixel : public point {
    public:
        pixel(int x, int y, T val) : point(x, y), val(val) { };
    private:
        T val;
}

现在这是我的问题。我想创建一个容器类（我们称之为 coll），它有一个私有的点或像素向量。如果 coll 的实例包含像素，我希望它有一个 toArray() 方法，它将其像素向量转换为表示向量内容的 T 数组。

我打算通过继承来做到这一点：即，我可以创建一个包含点向量的基类 coll 和一个包含额外方法的派生类，但是我似乎遇到了问题，因为像素是一个类模板。

有人有建议吗？我可以通过将 coll 设为类模板来以某种方式做到这一点吗？

【问题讨论】：

我认为coll 也应该是一个模板类。然后，您可以将 coll 部分专门化为点和像素。
像素是一组坐标（即继承“点”）还是有坐标（即包含点的实例）？
我认为要提出适当的设计建议，了解“coll”类的用途会很有帮助。我认为，特别是包含的私有向量的含义很重要。

标签： c++ inheritance templates oop

【解决方案1】：

问题：你的意思是私有向量同时包含点和像素，还是只包含一个或另一个？

问题：如果只是一个或另一个，你的意思是在同一个私有向量中混合具有不同模板参数的像素？

假设它只是私有向量中的点或像素，并且私有向量中的像素都具有相同的模板参数，您可以这样做：

template < class T > class CollectionBase
{
   //common interface here
   protected:
   std::vector<T> coll_vec;
};

class PointCollection : public CollectionBase<Point>
{
   public:
   ...
};

template< class T> PixelCollection : public CollectionBase<Pixel<T> >
{
   public:
    Pixel<T>* toArray();

    ...

};

【讨论】：

答案：仅此而已。答：只是具有相同模板参数的像素。这个解决方案看起来不错，但我的集合将具有许多相同的功能：这是否需要大量重复相同的代码，因为 CollectionBase 无法访问容器？
@amc 更新了答案以防止代码重复。这有点让 PointCollection 有点多余，但这会阻止大多数从 PixelCollection 到 PointCollection 的转换，反之亦然。如果您打算允许它们相互转换，那么您可以将 CollectionBase 和 PointCollection 一起折叠成一个类。
太棒了，这正是我想要的。我想我没有意识到你可以继承一个模板类。谢谢！

【解决方案2】：

如果要检查point 对象是否也是pixel<T> 的类型，则可以简单地查看dynamic_cast 是否返回NULL。为了做到这一点，point 需要是多态的，所以向它添加一个虚拟析构函数。

这是一个例子：

point x(0, 0);
pixel<int> y(0, 0, 0);
point *pX = &x;
point *pY = &y;
if(dynamic_cast<pixel<int> *> (pX) != NULL) {
    std::cout << "x is a pixel<int>.";
}
if(dynamic_cast<pixel<int> *> (pY) != NULL) {
    std::cout << "y is a pixel<int>.";
}

输出如下：

y 是一个像素。

您可以在coll 类中使用此代码来检查vector<point *> 的每个元素是一个点还是一个像素。但为了做到这一点，您需要知道正在存储的像素的特化（即它是pixel<int> 还是pixel<float>？）

将coll 改为类模板可能更简单。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果collection 对points 和pixels 的处理基本相同，并且只包含其中一个，则将其设为模板类是有意义的。
但是，对于 to_array，将其设为免费函数可能会更简单：

template<class T> struct collection {
    std::vector<point<T> > data_;
    // ...
};

template<class T>
void to_array(const collection<point<T> >& in, point<T>* out) {
    // ...
}

请注意，您必须提供一个公共接口来读取数据，或者至少有选择地授予to_array() 访问权限。

【讨论】：