在链接列表中使用 C++ 模板，列表中出现多种不同类型

Question

（首先，作为免责声明，这与作业有关。我不是要求任何人为我完成作业，只是为了尝试帮助我了解如何正确实施模板。）

我目前的设置是：

我有 A 类，它是一个基类。 B、C、D类都是A类的孩子。

我正在尝试创建一个链表，在单个列表中可以指向 B、C 或 D。

我目前的设置是这样的：

enum Types { TypeB, TypeC, TypeD }

struct Node
{
    void * pointerToElement;
    int type;
    Node * next;
};

struct Header
{
    int counter;
    Node * first;
};

这确实有效。当我通过链表打印出所有元素时，我使用and if语句和int type来识别它是什么类型（基于定义的ENUM），然后使用static_cast来转换void指针指向 B、C 或 D 类的指针。

现在，有人告诉我必须改用模板，这让我很头疼。我在模板方面做得不多，但我对它们的体验并不是那么愉快。

我对模板的理解是，我可以使用它来定义具有 B、C 或 D 类的整个链表，但是让 B、C 或 D 都出现在同一个链表中是不是很合理？

我尝试了以下方法：

enum Types { TypeB, TypeC, TypeD } // I realise that if templates work, I won't need this

template <class T>
struct Node
{
    T * pointerToElement;
    int type;
    Node<T> * next;    // Reason 1 I suspect I could only use one type
};

template <class T>
struct Header
{
    int counter;
    Node<T> * first;    // Reason 2 I suspect I could only use one type
};

我的主要问题是，模板应该能够做到这一点吗？在一个类中实现它时，我需要为标题指定一个类型，这是我不想做的，所以我也将该类作为模板，并且它一直遵循我的其余代码应该“ t 需要是一个模板，最后到了 main()，我必须在其中定义 B、C 或 D 类。

欢迎提出意见和建议。

谢谢。

编辑

感谢大家的cmets，我可能已经从讲座中学到了更多尝试这个。

我所做的几乎是抛弃了模板，或者至少是我尝试使用它们的方式。我使用了模板（不幸的是，为了使用模板）并且它有效。这是我现在所做的（所有有用的 cmets 都解决了所有问题......谢谢！）

template <class T>
struct Node
{
    T * pointerToElement;
    int type;   // I can get rid of this after I go through the code and remove all references to it, which I am doing now.
    Node<T> * next;    // Reason 1 I suspect I could only use one type
};

template <class T>
struct Header
{
    int counter;
    Node<T> * first;    // Reason 2 I suspect I could only use one type
};

还是原来的样子，但是在声明Header的时候，我声明为：

标题 * 我的标题；

（我使用的类结构与以下解决方案中的相同）。

所以这是指向基类，所有其他类都派生自该基类。然后，由于继承，我可以毫无问题地在其中存储类 B、C 或 D，并且假设在派生类（B、C 和 D）中定义的所有函数都定义在基类中，我可以调用它无需强制转换（例如，它们都有自己的打印函数，并且在派生类中定义时调用正确的函数）。

我认为作业试图传达的想法是一个可用于任何类型的链接列表，我认为存在一些误解（可能主要是由于我），我认为应该使用模板在每个节点中定义不同的类类型，而不是它们可以用来定义基类。

Answer 1

您应该使用继承而不是模板。正如您所猜测的，模板为每个类型创建实例 T，这不是您想要的。

您的代码应该是以下几行：

class A{...};
class B: public A{...};
class C: public A{...};
class D: public A{...};
struct Node{
    A *next;
}

您可以将指向A、B、C 或D 的指针分配给next。确保在适当的地方将成员函数标记为virtual。