指向模板类的指针容器

Question

我正在尝试创建一个可以包含不同命名参数 (Parameter<T>) 的类 (ParametersHolder)。 ParametersHolder 有一个 std::unordered_map 容器来保存我的参数。为了完成这项工作，我必须从一个空的ParameterBase 类派生Parameter<T>，并且当我想获得具有正确类型的参数时，我将ParameterBase 动态转换为Parameter<T>。代码如下：

ParametersHolder.hpp

...
#include "Parameter.hpp"

class ParametersHolder {

  std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<ParameterBase>> parameters;

  public:

    bool paramExists(std::string name) {
      return parameters.find(name) != parameters.end();
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> getOrCreate(std::string name, int dims = 1) {
      if (paramExists(name)) {
        return getParam<T>(name);
      }
      return create<T>(name, dims);
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> create(std::string name, int dims = 1) {
      if (paramExists(name)) throw std::runtime_error("Trying to create parameter '" + name + "' but it already exists");
      auto param = std::make_shared<Parameter<T>>(dims);
      parameters[name] = param;
      return param;
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> getParam(std::string name) {
      if (!paramExists(name)) throw std::runtime_error("Parameter '" + name + "' doesn't exist");
      auto param = std::dynamic_pointer_cast<Parameter<T>>(parameters[name]);
      if (param == nullptr) throw std::runtime_error("Parameter '" + name + "' is not a(n) " + boost::typeindex::type_id<T>().pretty_name());
      return param;
    }

};

Parameter.hpp

class ParameterBase {
  public:
    virtual ~ParameterBase() {}
};

template<typename T>
class Parameter : public ParameterBase {

  std::vector<T> data;

  public:

    explicit Parameter(int dim = 1) : data(dim) {}

    T getValue(int dim = 1) {
      dimCheck(dim);
      return data[dim - 1];
    }

    void setValue(T value, int dim = 1) {
      dimCheck(dim);
      data[dim - 1] = value;
    }

  private:
    void dimCheck(int dim) {
      if (dim > data.size()) {
        auto errorMsg = "Trying to access dimension " + std::to_string(dim)
          + " but parameter has only " + std::to_string(data.size()) + " dimensions";

        throw std::runtime_error(errorMsg); 
      }
    }
};

要使用此代码，我可以这样做：

auto paramsHolder = std::make_shared<ParametersHolder>();
auto filename = paramsHolder->create<std::string>("filename");
filename->setValue("untitled.txt");

...

auto param = paramsHolder->getParam<std::string>("filename");
std::cout << param->getValue() << std::endl;

这很好用，但有一个空的ParameterBase 感觉很奇怪。还有其他方法可以实现吗？我读到了boost::any，但我不确定这是正确的用例。如果是的话，我不知道unordered_map 的类型签名应该是什么：

std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<Parameter<boost::any>>>
std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<boost::any>>
std::unordered_map<std::string, boost::any>

Answer 1

您可以通过使用shared_ptr<void>、static_pointer_cast 和类型的静态系列标识符来摆脱它，这样您就知道何时使用T 创建指针和用于获取它的指针不同。
在这种情况下，基于您自己的代码的工作示例要好得多：

#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <memory>
#include <string>
#include <iostream>
#include <utility>

template<typename T>
class Parameter {
  std::vector<T> data;

  public:

    explicit Parameter(int dim = 1) : data(dim) {}

    T getValue(int dim = 1) {
      dimCheck(dim);
      return data[dim - 1];
    }

    void setValue(T value, int dim = 1) {
      dimCheck(dim);
      data[dim - 1] = value;
    }

  private:
    void dimCheck(int dim) {
      if (dim > data.size()) {
        auto errorMsg = "Trying to access dimension " + std::to_string(dim)
          + " but parameter has only " + std::to_string(data.size()) + " dimensions";

        throw std::runtime_error(errorMsg); 
      }
    }
};

class ParametersHolder {
  std::unordered_map<std::string, std::pair<std::size_t, std::shared_ptr<void>>> parameters;

  std::size_t next() {
      static std::size_t value = 0;
      return value++;
  }

  template<typename>
  std::size_t type() {
      static std::size_t value = next();
      return value;
  }

public:

    bool paramExists(std::string name) {
      return parameters.find(name) != parameters.end();
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> getOrCreate(std::string name, int dims = 1) {
      if (paramExists(name)) {
        return getParam<T>(name);
      }
      return create<T>(name, dims);
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> create(std::string name, int dims = 1) {
      if (paramExists(name)) throw std::runtime_error("Trying to create parameter '" + name + "' but it already exists");
      auto param = std::make_shared<Parameter<T>>(dims);
      parameters[name] = { type<T>(), param };
      return param;
    }

    template<typename T>
    std::shared_ptr<Parameter<T>> getParam(std::string name) {
      if (!paramExists(name)) throw std::runtime_error("Parameter '" + name + "' doesn't exist");
      if (parameters[name].first != type<T>()) throw std::runtime_error("Parameter '" + name + "' is not a(n) " + std::to_string(type<T>()));
      auto param = std::static_pointer_cast<Parameter<T>>(parameters[name].second);
      return param;
    }
};

int main() {
     auto paramsHolder = std::make_shared<ParametersHolder>();
     auto filename = paramsHolder->create<std::string>("filename");
     filename->setValue("untitled.txt");

     auto param = paramsHolder->getParam<std::string>("filename");
     std::cout << param->getValue() << std::endl;
}

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