Question

警告：在我们找到真正的问题之前，这里有很多背景信息。

我有一个相当宽的C ++类层次结构（表示类似不同类型的表达式）：

class BaseValue { virtual ~BaseValue(); };
class IntValue final : public BaseValue { int get() const; };
class DoubleValue final : public BaseValue { double get() const; };
class StringValue final : public BaseValue { std::string get() const; };

另一方面，我有办法强制用户输入预期的类型：

class UserInput { template<class T> get_as() const; };

所以写一个匹配器的一种方法 - “用户的输入是否等于这个BaseValue的值？” - 会是这样的：

class BaseValue { virtual bool is_equal(UserInput) const; };
class IntValue : public BaseValue {
    int get() const;
    bool is_equal(UserInput u) const override {
        return u.get_as<int>() == get();
    }
};
// and so on, with overrides for each child class...
bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    return bp->is_equal(u);
}

但是，这不会在“层次结构的宽度”方向或“操作次数”方向上进行缩放。例如，如果我想添加bool does_be_greater(BaseValue*, UserInput)，则需要一个完整的虚拟方法，其中N个实现分散在层次结构中。所以我决定改用这条路线：

bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    if (typeid(*bp) == typeid(IntValue)) {
        return static_cast<IntValue*>(bp)->get() == u.get_as<int>();
    } else if (typeid(*bp) == typeid(DoubleValue)) {
        return static_cast<DoubleValue*>(bp)->get() == u.get_as<double>();
    ...
    } else {
        throw Oops();
    }
}

事实上，我可以做一些元编程并将其折叠成一个函数visit，取一个普通的lambda：

bool does_equal(BaseValue *bp, UserInput u) {
    my::visit<IntValue, DoubleValue, StringValue>(*bp, [&](const auto& dp){
        using T = std::decay_t<decltype(dp.get())>;
        return dp.get() == u.get_as<T>();
    });
}

my::visit被实现为“递归”功能模板：my::visit<A,B,C>只针对typeid测试A，如果是，则调用lambda，并调用my::visit<B,C>如果不。在调用堆栈的底部，my::visit<C>针对C测试typeid，如果是，则调用lambda，如果没有则抛出Oops()。

好的，现在是我的实际问题！

my::visit的问题在于错误行为“throw Oops()”是硬编码的。我真的更喜欢让用户指定错误行为，如下所示：

bool does_be_greater(BaseValue *bp, UserInput u) {
    my::visit<IntValue, DoubleValue, StringValue>(*bp, [&](const auto& dp){
        using T = std::decay_t<decltype(dp.get())>;
        return dp.get() > u.get_as<T>();
    }, [](){
        throw Oops();
    });
}

我遇到的问题是，当我这样做时，我无法弄清楚如何以这样一种方式实现基类：编译器将关闭不匹配的返回类型或从结束时掉落功能！这是没有on_error回调的版本：

template<class Base, class F>
struct visit_impl {
    template<class DerivedClass>
    static auto call(Base&& base, const F& f) {
        if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
            using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
            return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
        } else {
            throw Oops();
        }
    }

    template<class DerivedClass, class R, class... Est>
    static auto call(Base&& base, const F& f) {
    [...snip...]
};

template<class... Ds, class B, class F>
auto visit(B&& base, const F& f) {
    return visit_impl<B, F>::template call<Ds...>( std::forward<B>(base), f);
}

这就是我真正想要的：

template<class Base, class F, class E>
struct visit_impl {
    template<class DerivedClass>
    static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
        if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
            using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
            return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
        } else {
            return on_error();
        }
    }

    template<class DerivedClass, class R, class... Est>
    static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
    [...snip...]
};

template<class... Ds, class B, class F, class E>
auto visit(B&& base, const F& f, const E& on_error) {
    return visit_impl<B, F>::template call<Ds...>( std::forward<B>(base), f, on_error);
}

也就是说，我希望能够处理这两种情况：

template<class... Ds, class B, class F>
auto visit_or_throw(B&& base, const F& f) {
    return visit<Ds...>(std::forward<B>(base), f, []{
        throw std::bad_cast();
    });
}

template<class... Ds, class B>
auto is_any_of(B&& base) {
    return visit<Ds...>(std::forward<B>(base),
        []{ return true; }, []{ return false; });
}

所以我猜一种方法就是编写基本情况的几个特化：

is_void_v<decltype(on_error())>时，使用{on_error(); throw Dummy();}使编译器警告静音
is_same_v<decltype(on_error()), decltype(f(Derived{}))>时，请使用{return on_error();}
否则，静态断言

但我觉得我错过了一些更简单的方法。有谁能看到它？

Answer 1

我想一种方法就是编写基本案例的几个专业

而不是这样做，你可以隔离你的＆＃34;编译时分支＆＃34;到专门处理调用on_error的函数，并在on_error内调用该新函数而不是visit_impl::call。

template<class DerivedClass>
static auto call(Base&& base, const F& f, const E& on_error) {
    if (typeid(base) == typeid(DerivedClass)) {
        using Derived = match_cvref_t<Base, DerivedClass>;
        return f(std::forward<Derived>(static_cast<Derived&&>(base)));
    } else {
        return error_dispatch<F, Derived>(on_error);
//             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    }
}

template <typename F, typename Derived, typename E>
auto error_dispatch(const E& on_error) 
    -> std::enable_if_t<is_void_v<decltype(on_error())>>
{
    on_error(); 
    throw Dummy();
}

template <typename F, typename Derived, typename E>
auto error_dispatch(const E& on_error) 
    -> std::enable_if_t<
        is_same_v<decltype(on_error()), 
                  decltype(std::declval<const F&>()(Derived{}))>
    >
{
    return on_error();
}

Answer 2

如何使用variant（std C ++ 17，或者提升一个）？（并使用静态访问者）

using BaseValue = std::variant<int, double, std::string>;

struct bin_op
{
    void operator() (int, double) const { std::cout << "int double\n"; }
    void operator() (const std::string&, const std::string&) const
    { std::cout << "strings\n"; }

    template <typename T1, typename T2>
    void operator() (const T1&, const T2&) const { std::cout << "other\n"; /* Or throw */ }
};


int main(){
    BaseValue vi{42};
    BaseValue vd{42.5};
    BaseValue vs{std::string("Hello")};

    std::cout << (vi == vd) << std::endl;

    std::visit(bin_op{}, vi, vd);
    std::visit(bin_op{}, vs, vs);
    std::visit(bin_op{}, vi, vs);
}

Demo

实现这个“错误，抛出”回调的最佳方法是什么？

2 个答案: