如何使用枚举专门化一个函数答案

【问题标题】：How to specialize a function using enum如何使用枚举专门化一个函数
【发布时间】：2021-09-13 14:16:25
【问题描述】：

我正在尝试重构一些代码。基本上是一个基于枚举的状态机。有很多 switch 语句和函数以不同的名称和歧义被调用。

由于他们强迫我保留枚举，我想使用模板重构它。基本上我想使用模板来实现多态性。由于状态有限，应该有一种方法，但我找不到最好的方法。

#include <iostream>

enum class AnimalType
{
    Dog,
    Cat
};

template<AnimalType T>
void Foo()
{
    std::cout << "Unknown animal\n";
}

template<>
void Foo<AnimalType::Dog>()
{
    std::cout << "I'm a dog\n";
}

template<>
void Foo<AnimalType::Cat>()
{
    std::cout << "I'm a cat\n";
}

int main()
{
    AnimalType CurrentAnimal = AnimalType::Dog;
    // Foo<CurrentAnimal>(); Won't compile
    return 0;
}

【问题讨论】：

见this question。
改用Tag dispatch？
如果您需要运行时调度，那么此解决方案可能会稍微简化问题，但无法解决问题。考虑类似std::map<AnimalType, std::function<void()>> 或类似的东西。您一定需要某种类型的对象，可以将值映射到特定函数。如果有运行时组件，您不能完全依赖编译器功能，例如模板或重载解析。

标签： c++ templates enums

【解决方案1】：

您需要一个编译时可评估的常量，这将起作用

int main()
{
    constexpr auto CurrentAnimal = AnimalType::Dog;
    Foo<CurrentAnimal>();
    return 0;
}

或直接使用

Foo<AnimalType::Dog>();

注意：您不能使用您的构造在运行时做出决定。模板只会导致编译时多态

【讨论】：

【解决方案2】：

正如@P Kramer的回答所提到的：

注意：您不能使用您的构造在运行时做出决定。模板只会导致编译时多态。

您不能这样做，但您可以使用 Compile-Time Dispatch 和 runtime 参数，方法是将所需值作为参数传递，同时它们由 Function Template Specialization 分隔。例如将您的枚举值转换为实际类型：

struct animal_t
{
    std::string const name;
    explicit animal_t(std::string const& name_)
        : name(name_)
    {
    }
    auto operator()() const
    {
        return name;
    }
};

struct dog_t final : animal_t
{
    using animal_t::animal_t;
};

struct cat_t final : animal_t
{
    using animal_t::animal_t;
};

他们可以专门化功能模板：

/*!
 *
 * Other Programmer(s) interface
 *
 */
template<typename Animal>
auto function(Animal const&)
{
    assert(false);
}

/*!
 *
 * Implementation
 *
 */
template<>
auto function(cat_t const& animal)
{
    return animal();
}
template<>
auto function(dog_t const& animal)
{
    return animal();
}

现在，您库的用户（其他程序员）可以轻松地与它进行交互，例如通过 GUI 库：

QObject::connect(button1, &QPushButton::clicked, &application, [] {
    cat_t cat("Some Cat");
    auto const message = QString::fromStdString(function(cat));
    QMessageBox::information(nullptr, " ", message);
});
QObject::connect(button2, &QPushButton::clicked, &application, [] {
    dog_t dog("Some Dog");
    auto const message = QString::fromStdString(function(dog));
    QMessageBox::information(nullptr, " ", message);
});

结果：_{仅用于复制/过去：runtime_dispatch_v1}

【讨论】：