如何根据变量值惯用地调用 C++ 函数？答案

【问题标题】：How to idiomatically call C++ functions based on variable value?如何根据变量值惯用地调用 C++ 函数？
【发布时间】：2010-08-05 20:01:46
【问题描述】：

假设我有一个数据类型enum TreeTypes { TallTree, ShortTree, MediumTree }。

我必须根据一种特定的树类型初始化一些数据。

目前我已经写了这段代码：

int initialize(enum TreeTypes tree_type) {
    if (tree_type == TallTree) {
        init_tall_tree();
    }
    else if (tree_type == ShortTree) {
        init_short_tree();
    }
    else if (tree_type == MediumTree) {
        init_medium_tree();
    }
    return OK;
}

但这是某种愚蠢的代码重复。我没有使用任何强大的 C++ 功能，例如模板。

我怎样才能更好地编写这段代码？

谢谢，博达·赛多。

【问题讨论】：

看起来改进你的代码应该从设计开始。您可以尝试通过巧妙地使用其他语言特性来替换像 if(){}else{} 这样好的旧控制结构，但我怀疑它会改进代码。写更多关于问题本身的内容。你想建模什么。
我使用的代码比较复杂。我试图用非常小的例子来简化它。我正在处理一个非常大的项目，并且在一个地方用户可以拥有各种数据类型（这里我称它们为 TallTree、ShortTree、MediumTree）。对于每种数据类型，我都必须采取一些措施。就我而言，它有 12 种不同的类型，所以我的 if/else if/else if/ 是 12 种不同的 if/else if/... 语句。非常糟糕。
但是当你实际调用初始化时，tree_type 参数是从哪里来的。是初始化普通函数还是某个类的方法？这些初始化函数是否作用于一些全局数据？他们初始化什么。没有参数。它们是方法吗？
我也简化了。它们都采用相同的 3 个参数。 tree_type 参数来自用户输入，取决于用户选择的操作。一旦他选择它，我必须为他初始化对话框（这实际上是tree_type - 对话框类型），初始化函数使用指向窗口的指针来初始化对话框，指向用户信息和日志数据结构的指针（以前的操作保存在哪里，所以他可以撤消任务）。
所以我在想的是一个像“initialize”这样的函数，我想在 tree_type 上模板化它，比如 initialize<tree_type>(window, user_info, logger) 并有单独的模板专业化，比如 template <> bool initialize<TallTree>(Window *w, UserInfo *u, Logger *l) 但这不太管用.我不能用变量tree_type 调用模板。

标签： c++ templates repeat

【解决方案1】：

您的代码可以处理两个或三个值，但您是对的，当您拥有数百个值时，您需要更强大的工业实力。两种可能的解决方案：

使用类层次结构，而不是枚举 - 然后您可以使用虚函数并让编译器计算出要调用的实际函数
创建一个枚举映射 -> 函数，您在启动时对其进行初始化 - 您的函数调用然后变成类似于 map[enum]->func()

模板在这里不能很好地工作，因为您试图在运行时做出决定，而模板在编译时完成它们的工作。

【讨论】：

函数映射可以受益于使用boost::function/boost::bind()或TR1等效项。
这听起来像一个 vtable，C++ 已经有了这个虚函数和多态......
@josh Golly，这不正是我的回答所说的吗？
@Neil 抱歉，误读；我想我的眼睛被 map[enum] 部分所吸引。
如果有数百个值，第一个想法意味着数百个子类；这真的是个好主意吗？

【解决方案2】：

一句话：继承

class Tree { public: virtual void initialize() = 0; }

class ShortTree : public Tree {
public:
    virtual void initialize(){
        /* Short Tree specific code here */
    }
}

class MediumTree : public Tree {
public:
    virtual void initialize(){
        /* Medium Tree specific code here */
    }
}

class TallTree : public Tree {
public:
    virtual void initialize(){
        /* Tall Tree specific code here */
    }
}

然后，无论您要调用初始化，只要确保有一个指针或引用，多态性才能正常工作：

Vector<Tree*> trees;
trees.push_back(new SmallTree());
trees.push_back(new MediumTree();
trees.push_back(new TallTree();

// This will call the tree specific code for each tree in the vector
for(vector<Tree*>::iterator tree = trees.begin(); tree!=trees.end(); ++tree)
    tree->initialize();

【讨论】：

你的基类最好有一个虚拟析构函数，假设你曾经对你有新的东西调用 delete。
@Neil Butterworth 我的代码已被占用并运行...我不再识别它了 :)

【解决方案3】：

使用由枚举值索引的查找表（假设所有函数具有相同的签名），即：

enum TreeTypes { TallTree, ShortTree, MediumTree, MaxTreeTypes }

typedef void (*p_init_func)(void); 

p_init_func initialize_funcs[MaxTreeTypes] =
{
    &init_tall_tree, 
    &init_short_tree,
    &init_medium_tree
};

int initialize(enum TreeTypes tree_type)
{ 
    initialize_funcs[tree_type]();
    return OK; 
}

【讨论】：

【解决方案4】：

以及模板方式，因为您已经在标签中指出了它：

enum TreeTypes { Tall, Short, Medium };

struct TreeBase {
    // (...)
};

struct TallTree : public TreeBase {
    // (...)
};

struct ShortTree : public TreeBase {
    // (...)
};

struct MediumTree : public TreeBase {
    // (...)
};

template<TreeTypes N_type = Tall>
struct Tree : public TallTree {
    // (...)
};

template<>
struct Tree<Short> : public ShortTree {
    // (...)
};

template<>
struct Tree<Medium> : public MediumTree {
    // (...)
};

这样你就可以为每个树类型获得单独的类，这些类可以通过基指针访问。将它们包装到 Tree 类中可以让您这样做：

Tree<Tall> tall_tree;
Tree<Short> short_tree;
Tree<Medium> medium_tree;

【讨论】：

【解决方案5】：

如果这个初始化真的是唯一的区别，那么我不确定任何其他成语会改善这种情况。

您可以从 Tree 子类化并创建正确类型的树对象...但是您仍然需要区分要实例化哪个对象，因此您仍然会在某处得到类似的 if/else 块。

也就是说，如果不仅仅是初始化不同，您应该继承并使用虚函数来实现它们之间的差异。

【讨论】：

【解决方案6】：

试试 switch 语句：

int initialize(enum TreeTypes tree_type) {
    switch (tree_type) {
        case TallTree: 
            init_tall_tree();
            break;
        case ShortTree:
            init_short_tree();
            break;
        case MediumTree:
            init_medium_tree();
            break;
    }
    return OK;
}

【讨论】：