我可以在 map<char[2],class> 中使用类类型作为容器吗？

Question

我想要做什么：我从 XML 文件加载数据（这很好）。 XML 告诉程序创建类实例（来自特定的不同类，如Car 或Plane），然后这些实例将存在于程序中。这些类实例对象是总体Object 基类的子类。

XML文件以数字的形式存储了需要创建什么类型的对象，程序会根据这个数字确定创建哪个类的对象。

我可以使用switch 语句并枚举所有类型的对象，但是当添加大量对象实例时，这对性能的影响非常大。因此，我想要一个从 char[2] 到所需类的映射。 （注意：对于类类型本身，而不是类的实例。）

例如，如果 XML 属性为 'type=0x01'，则将生成来自类 Car 的对象，而如果是 'type=0x02'，则将生成 Plane 对象。 （两者都是Object）

这样，我想使用一个常量映射来完成这项工作。我想写类似的东西

map<char[2],class> ObjectsList = {
     {0x01,Car},
     {0x02,Plane}
     //etc, etc.
}

...
// while loading data from xml file on which objects need to get created,
// an object-tag gives data from 'type' attribute, and the program stores
// it in 'char[2] type';
char[2] type = getattributestufffromxml("type");
ObjectsList[type] newObject = memoryallocator.allocate(sizeof(ObjectsList[type]);
newObject.Init(); //inherited function from Object

这样做的想法是创建一种更快的方法，而不是坚持使用 switch 语句，这在创建数百个对象时很糟糕。

我需要做什么才能从上面得到有效的 C++？我不知道如何在地图中存储类类型。 （我收到编译器错误，例如“参数 2/4 无效”）

Answer 1

我不知道如何在地图中存储类类型。 （我经常得到“参数 2/4 无效”）

好吧，char[2] 数组不能用作std::map::key_type，因为它不满足Compare concept 的必要约束。
从您的初始化列表看来，您无论如何都想要一个 uint8_t 作为键值。

您也不能将类型作为值存储在您的地图中。

您是否应该为构造函数使用函数指针，that's not possible，因为构造函数和析构函数是特殊的野兽（没有返回类型，甚至 void），您不能用函数指针引用它们。

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我认为您真正需要的是一个 std::map 存储与 enum 对应的工厂函数，例如：

enum class VehicleTypes : uint8_t {
    CarType = 0x01 ,
    PlaneType = 0x02 ,
}; 

struct Vehicle {
     virtual ~Vehicle() {}
     virtual void Init() = 0;
};

typedef std::function<Vehicle*()> CreateVehicleFn;

class Car : public Vehicle {
public:
     virtual void Init() {
         // do anything necessary to init a Car
     }
};

class Plane : public Vehicle {
public:
     virtual void Init() {
         // do anything necessary to init a Plane
};

std::map<VehicleTypes,CreateVehicleFn> CreatorFnList = 
     { { VehicleTypes::CarType, []() { return new Car(); } } ,
       { VehicleTypes::PlaneType, []() { return new Plane(); } }
     };

后面的地图初始化列表并不比您在（伪）代码示例中提供的代码多多少。
如果你想摆脱样板的东西，并认为值得混淆你的代码，你仍然可以使用宏：

#define Create(classtype) []() { return new classtype(); }

std::map<VehicleTypes,CreateVehicleFn> CreatorFnList = 
     { { VehicleTypes::CarType, Create(Car) } ,
       { VehicleTypes::PlaneType, Create(Plane) }
     };

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您可以稍后根据关键参数使用它来创建新实例：

Plane* plane = dynamic_cast<Plane*>(CreateVehicleFn[VehicleTypes::PlaneType]());
if(plane) {
    plane->Init();
}

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为了提供清晰的所有权语义，甚至可以考虑使用std::unique_ptr<Vehicle> 将新实例从工厂传递到客户端：

typedef std::function<std::unique_ptr<Vehicle>()> CreateVehicleFn;

std::map<VehicleTypes,CreateVehicleFn> CreatorFnList = 
     { { VehicleTypes::CarType, []() { return make_unique<Car>(); } } ,
       { VehicleTypes::PlaneType, []() { return make_unique<Plane>(); } }
     };

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用法的语法与我的第一个示例大致相同：

std::unique_ptr<Plane> plane = CreateVehicleFn[VehicleTypes::PlaneType]();
if(plane.get()) {
    plane->Init();
}

Answer 2

在 C++ 中，类是（编译类型）定义，而不是（运行时）数据对象。所以你不能存储一个类。

但是，您可以声明工厂类型，并存储工厂的实例。

例如：

class Factory
{
     virtual std::unique_ptr<Object> createInstance(std::string description);
}

class CarFactory : public Factory
{
     std::unique_ptr<Object> createInstance(std::string description) override;
}
class PlaneFactory : public Factory
{
     std::unique_ptr<Object> createInstance(std::string description) override;
}

然后我们存储工厂：

std::map<const char[2],Factory*> factories = {
     {"00", new CarFactory},
     {"01", new PlaneFactory},
     //...
}

你也许可以创建一个通用工厂：

template<typename T>
class VehicleFactory : public Factory
{
     std::unique_ptr<Object> createInstance(std::string description) override
     { return std::make_unique<T>(description); }
}

std::map<int,Factory*> factories = {
     {"00", new VehicleFactory<Car>},
     {"01", new VehicleFactory<Plane>},
     //...
}

一旦我们有了工厂，我们就可以使用它：

std::unique_ptr<Object> createVehicle(const char type[2], std::string description)
{
    // error handling is an exercise for the reader
    return factories[type]->createInstance(description);
}