如何在 C++ 运行时获取给定元素的模板类型？

Question

我正在设计一个简单的Array 类，它能够保存任何类型的对象，例如可以在一个对象中保存多种类型数据的向量。 （这是为了学习目的。）

我有一个名为Container 的空基类：

class Container {};

还有一个名为Object的模板化子类：

template <class T>
class Object : public Container {
    T& object;
public:
    Object(T& obj = nullptr) : object(obj) {}
};

我有一个Array 类，它包含一个指向Containers 的指针vector，我用它来保存Objects：

class Array {
    std::vector<Container *> vec;
public:
    template <class T>
    void add_element(const T&);
    auto get_element(int);
};

add_element 将元素存入Objects 并放入vec：

template <class T>
void Array::add_element(const T& element)
{
    vec.push_back(new Object<T>(element));
}

get_element 从它的Object 中删除元素并将其传递回调用者。这就是我的问题所在。为了从Object 中删除元素，我需要知道Object 是什么类型：

auto Array::get_element(int i)
{
    return (Object</* ??? */> *)vec[i])->object;
}

有什么方法可以让我找出我存储的对象类型吗？

编辑：既然人们声称这是不可能的，那么这个怎么样。是否有某种方法可以在类中实际存储类型信息？ （我知道你可以在 ruby​​ 中做到这一点）。如果可以的话，我可以在每个Object 中存储get_element 的返回类型。

Answer 1

我正在为您的get_element 考虑此模板的内容。

template <class T>
T& Array::get_element(int i, T &t)
{
    Object<T> *o = dynamic_cast<Object<T> *>(vec[i]);
    if (o == 0) throw std::invalid_argument;
    return t = o->object;
}

Array arr;
double f;
int c;

arr.get_element(0, f);
arr.get_element(1, c);

但是，您也可以使用这个：

template <class T>
T& Array::get_element(int i)
{
    Object<T> *o = dynamic_cast<Object<T> *>(vec[i]);
    if (o == 0) throw std::invalid_argument;
    return o->object;
}

f = arr.get_element<double>(0);
c = arr.get_element<int>(1);

Answer 2

像Array::get_element 这样的函数的返回类型必须在编译时确定。由于Array 类在编译时不知道它存储什么类型的容器，唯一的选择是只返回基Container* 指针。然后该代码的用户可以使用虚函数和/或dynamic_cast 来处理那些通用容器。

Answer 3

dynamic_cast()，当用于指针时，可用于检查强制类型转换是否实际可行，因为当类型不匹配时它返回 NULL。

但是，您可能需要重新考虑您的设置；如果可以避免动态转换，您不会想要使用它，并且具有级联“如果 object-is-type1 则执行此操作；否则如果 object-is-type2 则执行此操作；否则如果 object-is-type3 ...”几乎总是糟糕设计的肯定标志。

在你的 get_element 中使用 auto 可能是你解决你不知道类型是什么的问题的诀窍——但这不起作用。编译器仍然必须知道返回类型；它不能在运行时改变。

编辑：您也可以退后一步，问自己是否真的需要一个可以存储“任何东西”的数组。我使用 Objective-C 已经很长时间了，它基本上是围绕着这样一个想法构建的，即一切都只是一个“对象”，人们可以在任何东西上调用任何东西，这一切都是在运行时整理出来的。但是，我发现它的实际用途很少见……特别是对于容器，我发现我使用的每个 NSArray 都只有一种类型的对象，或者可能是公共基类的对象，但实际上并不是不同的、不相关的类.