拥有可变数量的模板参数的最佳方法是什么？

Question

请考虑这个-可能写得不好-示例：

class Command;

 class Command : public  boost::enable_shared_from_this<Command>
 { 
  public :
   void execute()
   { 
    executeImpl();
                // then do some stuff which is common to all commands ... 
   }

   // Much more stuff ...
     private:
      virtual void executeImpl()=0;
         // Much more stuff too ...
 };

和：

class CmdAdd : public Command
 {
 public:
  CmdAdd(int howMuchToAdd);
  void executeImpl();


  int _amountToAdd;
 };

// implementation isn't really important here .... 

有了这个，我可以简单地使用这个语法添加一个回调：

        boost::shared_ptr<Command> cmdAdd(CmdAdd(someValue));
     cmdAdd->execute();

它完美无缺。我的“命令”类做了更多所有命令共有的事情，例如实现撤消、重做、进度报告等，但为了便于阅读，我将其从代码中删除。

现在我的问题很简单： 有没有办法重写命令类，以便我可以替换这个调用：

boost::shared_ptr<Command> cmdAdd(CmdAdd(someValue));
cmdAdd->execute();

通过类似的东西：

CmdAdd(someValue); // preferably
or CmdAdd->execute(someValue)

我一直在思考这个问题，但我有一个概念上的问题： 我想将我的 Command 类模板化为

template <typename R,typename T1, typename T2, ..., typename Tn> class Command
{
    R1 execute(T1 p1, ...,Tn pn)
    { 
        return executeImpl(T1 p1, ...,Tn pn);
        // then do some stuff which is common to all commands ... 
    }
}

但显然，这里有一个问题： 语法template <typename R,typename T1, typename T2, ..., typename Tn> 是不合法的 C++ ，AFAIK。

我是否必须编写 n 个版本的 Command，例如：

template <typename R> class Command
template <typename R,typename T1> class Command
template <typename R,typename T1, typename T2> class Command
...

等等？ （甚至不确定这是否真的有效）

或者还有其他更优雅的方法吗？ 那里提到的here 的语法有什么用吗？ (函数 f;)

我一直在查看 Loki 的类型列表，它们似乎可以胜任。但是我在Boost中找不到任何东西。我在网上读到 boost::mpl 是一个想要用来实现类型列表的工具，但我对 MPL 文档有点困惑？

对此有何见解？ 问候， D.

Answer 1

有趣的问题:)

首先，您忽略了一个问题：您需要所有Command 的通用基类，如果您要使用它们的堆栈（用于撤消/重做），则无法对此类进行模板化。

因此你被困在：

class Command
{
public:
  void execute(); 
private:
  virtual void executeImpl() = 0;
};

我可以理解您希望使用带参数的执行函数，但不要忘记无论如何您都需要保存这些参数以进行撤消/重做操作。通过构造函数获取它们更简单。

但是，您仍然可以使用模板化方法来实际调用命令：

template <class Command>
void execute() { Command cmd; cmd.execute(); }

template <class Command, class T0>
void execute(T0& arg0) { Command cmd(arg0); cmd.execute(); }

/// ...

int main(int argc, char* argv[])
{
  execute<MyLittleCommand>("path", 3);
}

这与您想要的语法很接近。请注意，这里我故意忘记了堆栈，我认为您需要将其传递给execute 方法进行注册（一旦完成）。

并不是说我也可能会更改 Command 设计以更接近策略模式：

struct CommandImpl
{
  virtual ~CommandImpl();
  virtual void executeImpl() = 0;
};

class Command
{
public:
  template <class C>
  static Command Make() { return Command(new C()); }

  template <class C, class T0>
  static Command Make(T0& arg0) { return Command(new C(arg0)); }

  /// ....

  void execute(CommandStack& stack)
  {
    mImpl->executeImpl();
    stack.Push(*this);
  }

private:
  Command(CommandImpl* c): mImpl(c) {}
  boost::shared_ptr<CommandImpl> mImpl;
};

它是非虚拟接口和指向实现习惯用法的典型组合。

Answer 2

AFAIK 你不能用当前的 C++ 标准来做到这一点。一些 boost 代码使用宏和其他预处理来模拟可变参数模板（我认为 boost::pool 或 boost::object_pool 使用类似的东西）。

但是，variadic templates 将出现在下一个标准 C++0x 中，根据此页面，GCC 已经提供了从 v4.3 开始的实现：http://gcc.gnu.org/projects/cxx0x.html

如果你正在使用它，你可以通过激活 C++0x 来启用它。

Answer 3

乍一看，可变参数模板似乎是完美的解决方案。不幸的是，它们不能很好地处理虚函数：

template <typename... Args>
void execute(Args&&... args)
{
    executeImpl(std::forward<Args>(args)...);
}

这要求executeImpl是virtual成员函数模板，但是C++中没有这个东西！

Answer 4

正如 Klaim 所指出的，可变参数模板是这个问题的最终解决方案。但是，有一种方法可以使用类型列表允许可变数量的模板参数：

template <class H, class T>
struct typelist
{
    typedef H head;
    typedef T tail;
};

这允许你写typelist<typelist<int, float>, double>，例如。然而，读写确实让人头疼，这也是 boost::function 使用蛮力方法的主要原因（每个模板参数的单独类）： boost::function0, boost::function1 , boost::function2 等用于其后端实现。这比通过模板元编程递归遍历类型列表要容易得多。

至于一般性答案，我将其发布在您最初遇到此问题的另一个线程中。