各种类型的容器 - C++答案

【问题标题】：Container of Miscellaneous Types - C++各种类型的容器 - C++
【发布时间】：2015-03-26 14:13:45
【问题描述】：

所以我试图在 C++ 中创建一个“表”类，其结构如下：

表格.h

class Table
{
private:
    class TableImpl;
    TableImpl* impl;
};

表格.cpp

class Table::TableImpl
{
private:
    class Row
    {
    private:
        template <typename T>
        class RowDataCell
        {
            T data;
        }
        std::vector<RowDataCell*> data;
    };
    std::vector<Row*> rows;
};

TableImpl 由 std::vector 和 Row 对象组成，每个 Row 对象由 std::vector 和通用 RowDataCell 对象组成。唯一的问题是，我无法创建std::vector，因为我需要为RowDataCell* 提供一个模板参数，这将阻碍我拥有一个包含杂项对象的容器的目标。

有没有一种方法可以使用标准 C++ 来实现这个目标。

【问题讨论】：

看看 boost::any （并在此处放置模板 - 尽管 - boost::variant 也可能是一个选项）
您永远不需要通用对象的容器。你可以做一个，但它会很难使用。更好的是每种类型的单独容器，或者boost::variant的容器。

标签： c++ templates c++11 generics containers

【解决方案1】：

有两种合理的方法。

第一个是区分联合，另一个是旧 C 风格 void* "anything could be here" 的类型安全变体。

我将首先提到它们的两个boost 实现：

boost::variant<A,B,C>（和传入的std::experimental::variant）是一个有区别的联合。它可以存储A、B 或C 类型的东西。有多种类型安全的方法可以将元素取出，或者通过“访问”对它们执行操作。 Variant 对它可以容纳的类型有一些限制，而更多限制取决于您注入这些类型的方式。

boost::any（和传入的std::experimental::any）是具有值语义的类型安全void*。几乎任何东西都可以存储在其中（any 要求您的对象是 CopyConstructable），但只有在您知道其中存储的确切类型并提出要求时才能访问它。

自己编写任何一个都是可行的，但我建议使用它们，或者至少理解它们并复制它们的界面和模式的大部分。

variant 可以在其内部“内部”存储实例，这通常是一种更好的方法。您可以使用union、类型列表和该列表的索引以及一堆元编程样板来模拟它。顺便说一句，对齐问题很棘手。

any 更容易编写，但仍然有点挑战。它是一个非常基本的类型擦除对象，只有“转换为 X 类型”（通过 typeid 或等效项）并暴露了副本。如果您曾经见过std::function 被实现，那么您已经成功了一半。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的，有一种标准的 C++ 方法来实现记录表，但它会变得很丑。我试过了。

让我们假设一个表是一个记录容器。
记录可以包含字段或记录。
字段可以是不同的类型，例如整数、字符串和 BLOB。

至少对我而言，目标是尽可能保持通用性，直到最低级别，即专业领域。这意味着字段值是通过字符串传递的。

所以，这是一个简化的模型：

struct Component; // The base of everything.
struct Record : public Component {
  std::vector<Component *> components;
};
struct Field : public Component {
  std::string  name;
  virtual std::string  get_value_as_string(void) = 0;
};
struct Field_String : public Field;
//... And so on.
struct Table {
  std::vector<Record *> rows;
};

根本问题是表格的每个单元格都可能属于不同的类型。表格可以有无限的列和行。

我还建议阅读有关数据库的内容。许多数据库接口可以解决表的问题。

【讨论】：

【解决方案3】：

有几种方法可以做你想做的事。一种方法是为要放入容器的类型定义一个通用接口，然后将指向该接口的指针放入向量中：

class RowDataCellInterface
{
public:
    virtual ~RowDataInterface() {}
    virtual std::string toString() const = 0;
    virtual std::unique_ptr<RowDataInterface> clone() const = 0;
};

然后您甚至可以以模板化的方式派生该接口的实现：

template <typename T>
class RowDataCell final : public RowDataCellInterface
{
public:
    virtual std::string toString() const
    { 
        std::stringstream ss; 
        ss << data; 
        return ss.str();
    }

    virtual std::unique_ptr<RowDataInterface> clone() const
    {
        std::make_unique<RowDataCell>(*this);
    }

private:
    T data;
};

现在可以像这样将这些东西放入一个向量中：

std::vector<std::unique_ptr<RowDataCellInterface>>

一切都应该正常。要复制向量，您应该使用接口的clone() 成员函数。有几种图书馆解决方案可以帮助您完成您想要的。其中之一是我建议的boost::variant。我对一个非常相似的问题here给出了非常详细的答案。另一个库解决方案是boost::any，起初它可能看起来更简单，但因为为了用它做一些有意义的事情，你必须知道包含的东西的类型，它在访问时被删除。大多数时候，我更喜欢boost::variant 而不是boost::any。

【讨论】：