在模板和非模板代码之间进行接口时替换switch语句

时间:2014-04-15 18:57:32

标签: c++ templates c++11

X:

我看到的一个常见模式是函数的底层代码是模板,但是出于"原因"模板代码在上层不可用(从界面模板中选择模板,需要共享库,不要向客户公开实现,在运行时读取类型设置而不是编译时间等)。

这通常会产生以下结果:

struct foo { virtual void foo() = 0;}
template <typename T> struct bar : public foo
{
    bar( /* Could be lots here */);
    virtual void foo() { /* Something complicated, but type specific */}
};

然后进行初始化调用:

foo* make_foo(int typed_param, /* More parameters */)
{
    switch(typed_param)
    {
        case 1: return new bar<int>(/* More parameters */);
        case 2: return new bar<float>(/* More parameters */);
        case 3: return new bar<double>(/* More parameters */);
        case 4: return new bar<uint8_t>(/* More parameters */);
        default: return NULL;
    }
}

这是烦人的,重复的,容易出错的代码。

所以我对自己说,自我说,我有更好的方式。

Y:

我做到了这一点。你们都有更好的方法吗?

////////////////////////////////////
//////Code to reuse all over the place
///
template <typename T, T VAL>
struct value_container
{
    static constexpr T value() {return VAL;}
};

template <typename J, J VAL, typename... Ts>
struct type_value_pair
{
    static constexpr J value() {return VAL;}

    template <class FOO>
    static auto do_things(const FOO& foo)->decltype(foo.template do_things<Ts...>()) const
    {
        foo.template do_things<Ts...>();
    }
};

template <typename T>
struct error_select
{
    T operator()() const { throw std::out_of_range("no match");}
};

template <typename T>
struct default_select
{
    T operator()() const { return T();}
};

template <typename S, typename... selectors>
struct type_selector
{
    template <typename K, class FOO, typename NOMATCH, typename J=decltype(S::do_things(FOO()))>
    static constexpr J select(const K& val, const FOO& foo=FOO(), const NOMATCH& op=NOMATCH())
    {
        return S::value()==val ? S::do_things(foo) : type_selector<selectors...>::template select<K, FOO, NOMATCH, J>(val, foo, op);
    }
};

template <typename S>
struct type_selector<S>
{
    template <typename K, class FOO, typename NOMATCH, typename J>
    static constexpr J select(const K& val, const FOO& foo=FOO(), const NOMATCH& op=NOMATCH())
    {
        return S::value()==val ? S::do_things(foo) : op();
    }
};

////////////////////////////////////
////// Specific implementation code
class base{public: virtual void foo() = 0;};

template <typename x>
struct derived : public base
{
    virtual void foo() {std::cout << "Ima " << typeid(x).name() << std::endl;}
};


struct my_op
{
    template<typename T>
    base* do_things() const
    {
        base* ret = new derived<T>();
        ret->foo();
        return ret;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    while (true)
    {
        std::cout << "Press a,b, or c" << std::endl;
        char key;
        std::cin >> key;

        base* value = type_selector<
            type_value_pair<char, 'a', int>,
            type_value_pair<char, 'b', long int>,
            type_value_pair<char, 'c', double> >::select(key, my_op(), default_select<base*>());

        std::cout << (void*)value << std::endl;
    }

    /* I am putting this in here for reference. It does the same
       thing, but the old way: */

    /*
        switch(key)
        {
            case 'a':
              {
                  base* ret = new derived<int>();
                  ret->foo();
                  value = ret;
                  break;
              }

            case 'b':
              {
                  base* ret = new derived<char>();
                  ret->foo();
                  value = ret;
                  break;
              }

            case 'c':
              {
                  base* ret = new derived<double>();
                  ret->foo();
                  value = ret;
                  break;
              }

            default:
                return NULL;
        }
    */
}

我在实施中看到的问题:

  1. 它像泥一样清晰可读
  2. 模板参数必须是类型,必须在类型(template <typename T, T VAL> struct value_container { static constexpr T value() {return VAL;} };
  3. 中包装值
  4. 目前没有检查/强制选择器都是类型 - 值对。
  5. 唯一的优点:

    1. 删除代码重复。
    2. 如果case语句变高/ do_things的内容变高,那么我们可以缩短一点。
    3. 有没有人做类似的事情或有更好的方法?

3 个答案:

答案 0 :(得分:2)

您始终可以使用type_param索引的类型列表,例如:

struct foo 
{
    virtual ~foo() = default;
    /* ... */
};

template<typename T>
struct bar : foo 
{ /* ... */ };


template<typename TL> 
struct foo_maker;

template<template<typename...> class TL, typename T, typename... Ts> 
struct foo_maker<TL<T, Ts...>>
{
    template<typename... Us>
    std::unique_ptr<foo> operator()(int i, Us&&... us) const
    {
        return i == 1 ?
            std::unique_ptr<foo>(new bar<T>(std::forward<Us>(us)...)) :
            foo_maker<TL<Ts...>>()(i - 1, std::forward<Us>(us)...); }
};

template<template<typename...> class TL> 
struct foo_maker<TL<>>
{
    template<typename... Us>
    std::unique_ptr<foo> operator()(int, Us&&...) const
    { return nullptr; }
};


template<typename...>
struct types;


template<typename... Us>
std::unique_ptr<foo> make_foo(int typed_param, Us&& us...)
{ return foo_maker<types<int, float, double, uint8_t>>()(typed_param, std::forward<Us>(us)...); };

注意:这个工厂函数是O(n)(虽然聪明的编译器可以使它成为O(1)),而switch语句版本是O(1)。

答案 1 :(得分:1)

为了扩展YoungJohn的评论,它看起来像这样(我已经包含了运算符的单个初始化,如果没有参数,它可以变得更简单,但如果没有参数,则没有理由这样做无论如何:-P)。

#include <functional>
#include <map>


////////////////////////////////////
//////specific impmenetation code
class base{public: virtual void foo() = 0;};

template <typename x>
struct derived : public base
{
    virtual void foo() {std::cout << "Ima " << typeid(x).name() << std::endl;}
};

struct my_op
{
    int some_param_; /// <shared parameter

    my_op(int some_param) : some_param_(some_param){} /// <constructor

    template<typename T>
    base* do_stuff() const
    {
        std::cout << "Use some parameter: " << some_param_ << std::endl;
        base* ret = new derived<T>();
        ret->foo();
        return ret;
    }
};

base* init_from_params(int some_param, char key)
{
    my_op op(some_param);
    using factoryFunction = std::function<base*()>;
    std::map<char, factoryFunction> mp
    {
        { 'a', std::bind(&my_op::do_stuff<int>, &op)},
        { 'b', std::bind(&my_op::do_stuff<long int>, &op)},
        { 'c', std::bind(&my_op::do_stuff<double>, &op)}
    } ;
    factoryFunction& f = mp[key];
    if (f)
    {
        return f();
    }
    return NULL;
}


int main(int argc, char** argv)
{
    volatile int parameters = 10;

    while (true)
    {
        std::cout << "Press a, b, or c" << std::endl;
        char key;
        std::cin >> key;

        base* value = init_from_params(parameters, key);

        std::cout << (void*)value << std::endl;
    }
}

优点:更短,更标准,更少奇怪的模板东西。它也不需要所有类型的模板化参数,我们可以选择我们想要初始化函数的任何内容。

缺点:理论上,它可能会有更多的开销。在实践中,我完全怀疑开销是否重要。

我喜欢它!

答案 2 :(得分:-1)

template<class T>
foo* make_foo(int typed_param,/*more params*/)
{
    return new bar<T>(/*more params*/);
}