多态设计，模板作为抽象类答案

【问题标题】：Polymorphism design, template as abstract class多态设计，模板作为抽象类
【发布时间】：2012-12-20 12:04:35
【问题描述】：

当你有一个类型取决于某些约束的成员时，你如何设计多态性。

说我有这个：

template<typename T>
class Base
{
public:
  Base() = default;
  virtual ~Base() = default;
  T member;
};

class DerivedA : public Base<int>
{
public:
  DerivedA() {member = 5;}
};

class DerivedB : public Base<float>
{
public:
  DerivedB() = default;
};

我希望能够根据不同的参数创建一个新的派生对象，即：

Base *b;
if (something)
    b = new DerivedA();
else
    b = new DerivedB();

显然我不能这样做，因为我需要为b的声明提供模板参数。

这是糟糕的设计吗？你如何处理这个？

我可以写一个小包装器：

class Wrapper() {};

template<typename T>
class Base : public Wrapper
{
// ...
};

Wrapper a, b;
a = new DerivedA;
b = new DerivedB;

但是我将无法直接访问member 或Base 或Derived 中声明的其他方法。我需要转换：reinterpret_cast<DerivedA*>(a)->member，使多态性无用。

谢谢

【问题讨论】：

您的设计存在问题... Wrapper 界面应该没问题，但您必须扭转问题才能使其工作。
我想到了这个en.wikipedia.org/wiki/Policy-based_design
假设 Base *b; 以某种方式工作（奇迹，通过破解编译器，无论如何）。对于b，你会做什么？你能提供一个使用例子吗？

标签： c++ templates polymorphism factory

【解决方案1】：

包装设计应该正是您所寻找的。问题是 c++ 是静态类型的，所以你不能在不指定其类型的情况下声明成员。避免这种情况的常用方法是设计一个支持您想要的所有功能的基类，并在派生类中实现特定行为，就像您所做的那样。

问题可能是您的类不支持您需要的所有功能。尽量避免直接使用 member 并将其用法包装到虚拟方法中。在派生类中重新实现这些方法。

如果这仍然不是一个选项，请考虑提取您的成员的方法。也许是具有适当转换的虚拟 getter 和 setter。

作为最后的手段，考虑 boost::variant、boost::any。但实际上它们是使用类似于您的包装器的技术实现的。所以你得到了包装器的包装器。

【讨论】：

【解决方案2】：

好吧，如果“访问”依赖于模板参数T（例如阅读Base.member），那么您必须以某种方式提供它。转换为派生类之一是一种方法，但您不需要reinterpret_cast。您需要开始使用指针/引用，以避免中断并让 可替代性 正常工作：

Wrapper *a, *b;
a = new DerivedA;
b = new DerivedB;

int a_member = static_cast<DerivedA*>(a)->member;
float b_member = static_cast<DerivedB*>(b)->member;

如果你向Wrapper 添加一个虚方法使其具有多态性，你也可以进行动态转换：

DerivedB* b_derived = dynamic_cast<DerivedB*>(b);
if (b_derived != nullptr) {
    float b_member = b_derived->member;
    // ...
}

【讨论】：