模板和访客模式

Question

我有一些带有访问功能的类，如下所示：

struct Person {
   std::string name;
   unsigned age;

  template<class Visitor>
  void visit(Visitor& c)
  {
      c("name", name);
      c("age", age);
  }

  template<class Visitor>
  void visit(Visitor& c) const
  {
      c("name", name);
      c("age", age);
  }
};

我有这样的访客：

struct PrintVisitor
{
    PrintVisitor(std::ostream& stream)
        : m_stream(stream)
    {}

    template<class T>
    void operator()(const std::string& name, const T& v)
    {
        m_stream << name << ": " << v << std::endl;
    }

private:
    std::ostream& m_stream;
};

我想为每个访问者定义一个流操作符：

std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Person& p)
{
    PrintVisitor printer(stream);
    p.visit(printer);
    return stream;
}

是否可以提供一个接受任何 Visitable 类的操作符

（现在，我只是在尝试打印，但实际上我想实现 json 序列化、反序列化以及可能的相等和小于运算符。

更新

我使用了 Davids 解决方案：

CRTP 的基类：

template <class T>
struct Visitable {};

所有可访问的类都从那里继承：

struct Person : Visitable<Person> { ... }

操作符和函数都是这样模板化的，并使用静态转换来访问类：

template<class T> 
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Visitable<T>& p) 
{ 
    PrintVisitor printer(stream); 
    static_cast<const T&>(p).visit(printer); 
    return stream; 
}

Answer 1

您采用的方法类似于 boost 序列化库的实现方式，不同之处在于它们重载 operator&（二进制而不是地址）以与库交互。然后访问者将对类型使用单个serialize 操作。

现在，问题是我不太明白这个问题：

是否有可能不必在模板函数中只实现一次运算符？

您的意思是提供一个operator<< 可以接受任何访问者（序列化器）类型吗？如果这是问题所在，并且无需详细说明，您可以尝试使用继承和 CRTP 来解决此问题。将运算符实现为所有访问者的模板库中的成员函数，并将具体访问者作为参数。

我不太确定这将如何应用于比较运算符，虽然 operator<< 和 operator>> 对于序列化看起来很自然，但对于任何其他操作它们都会令人惊讶。

Answer 2

你的意思是你想做这样的事情吗？

template<class Visitable>
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Visitable& v)
{
    PrintVisitor printer(stream);
    v.visit(printer);
    return stream;
}

这当然会引起歧义。你想要的是这样的：

template<class Visitable implements visit>
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Visitable& v)
{
    PrintVisitor printer(stream);
    v.visit(printer);
    return stream;
}

我不知道这是否可能。

您也可以这样做：

class Visitable { ... }
class Person : public Visitable { ... }

然后实现一个正常的功能：

std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Visitable& v)

但是你有一个虚函数调用的小开销。