如何根据用户输入创建模板对象？答案

【问题标题】：How do I create a template object based off of user input?如何根据用户输入创建模板对象？
【发布时间】：2020-03-14 16:07:02
【问题描述】：

我已经使用模板创建了一个基于数组的队列，以便用户可以决定队列中保存的数据类型，但我无法弄清楚如何收集输入然后从中创建该数据类型的队列。

这是我的队列

    #include <memory>
using namespace std;

template<class itemType>

class Queue
{
private:
   unique_ptr<itemType []> queueArray;
   int queueSize;
   int front;
   int rear;
   int numItems;
public:
   Queue(int);
   itemType peekFront();
   void enqueue(itemType item);
   void dequeue();
   bool isEmpty() const;
   bool isFull() const;
   void clear();
};

我已经尝试过这种方法和许多其他方法，但无法弄清楚如何判断用户输入的数据类型，然后使用该类型的数据创建队列。

    int main()
{
    const int MAXSIZE = 5;
    int choice;

    cout << "1. integer queue\n" << "2. string queue\n" << "3. float queue\n";
    choice = menu();

    if(choice == 1)
    {
        Queue<int> newQueue(MAXSIZE);
        int data;
    }
    else if(choice == 2)
    {
        Queue<string> newQueue(MAXSIZE);
        string data;    
    }
    else if(choice == 3)
    {
        Queue<float> newQueue(MAXSIZE);
        float data;     
    }
    else
        cout << "Number needs to be 1-3." << endl;

    cout << "Enter an item to add" << endl;
    cin >> data;

    newQueue->enqueue(data);

感谢大家的帮助！我几乎已经完成了，但是现在我拥有了所有的虚函数，我该如何调用 peekFront()？既然虚函数不能返回 itemType 对吧？

【问题讨论】：

模板在编译时进行评估。用户输入发生在运行时。因此，模板参数中不能考虑用户输入。充其量，可以为用户输入的每个值实例化模板。这是您在暴露的样本中实际尝试过的。问题是不在if/elses 中的部分无法编译。您可以将整个处理移动到为int、float 或string 实例化的模板函数中。这减少了源代码重复，但不会减少“二进制代码重复”。但这是关于模板的普遍事实。
如果你在if块内创建Queue，它会在离开块时被破坏，所以你以后不能从外面访问它。因此，最后询问数据是没有用的，因为此时newQueue 已不存在。为了解决你的问题，多态是要走的路（或者std::variant，如果你可以使用它）。

标签： c++ arrays templates queue

【解决方案1】：

嗯，你快到了。您只需要不要松开 data 和 newQueue 变量的范围。

template <typename T>
T input()
{
    T data;
    cout << "Enter an item to add" << endl;
    cin >> data;
    return data;
}
  int main()
{
    const int MAXSIZE = 5;
    int choice;

    cout << "1. integer queue\n" << "2. string queue\n" << "3. float queue\n";
    choice = menu();

    if(choice == 1)
    {
        Queue<int> newQueue(MAXSIZE);
        newQueue->enqueue(input<int>());    
    }
    else if(choice == 2)
    {
        Queue<string> newQueue(MAXSIZE);
        newQueue->enqueue(input<string>());     
    }
    else if(choice == 3)
    {
        Queue<float> newQueue(MAXSIZE);

        newQueue->enqueue(input<float>());    
    }
    else
        cout << "Number needs to be 1-3." << endl;


}

这个架构你还是有一些问题，比如你可能想把你的queues移到这些ifs之外，否则你就不能再使用它们了。（阅读scope）。

您也可以查看std::variant 来了解这些情况。

【讨论】：

【解决方案2】：

你需要运行时多态来解决这个问题。这可以通过基类来实现：

class IQueue {
virtual ~IQueue() = default;
virtual void enqueue(istream&) = 0;
};

template<class itemType>
class Queue : public IQueue
{
//...
public:
    void enqueue(istream& is) override {
        itemType item;
        is >> item;
        enqueue(item);
    }
//...
};

并用作指针

int main() {
    //...
    unique_ptr<IQueue> newQueue;
    //...
    if(choice == 1)
    {
        newQueue.reset(new Queue<int>(MAXSIZE));
        int data;
    }
    //...
    newQueue->enqueue(cin);
    //...
}

或者类似std::variant。

【讨论】：