C++ 在运行时获取具有 ID 的对象

Question

假设我们有以下对象：

struct A{
    static const int ID = 1;
};

struct B{
    static const int ID = 2;
};

struct C{
    static const int ID = 3;
};

struct D{
    static const int ID = 4;
};

struct Collection{
    std::vector<A> o1;
    std::vector<B> o2;
    std::vector<C> o3;
    std::vector<D> o4;
};

Collection collection;

我想要做的是获取对Collection 的一些vectors 的引用。应该有三种不同的方式来检索这些：

1. 按vector 的类型，例如collection.get<A>();

2. 按编译时的 ID，由 vector 持有的每个对象定义，例如collection.get<4>();

3. 在运行时按 ID，例如collection.get(id);

案例 1 很简单，因为它可以通过 T::ID 转换为案例 2。案例 2 可以通过模板专业化来实现（尽管如果我有很多对象，它看起来很丑）。 案例 3 很麻烦。如果没有一些巨大的 if 或 switch 语句，它几乎是不可能的，更不用说推断返回类型了。

我的问题是：

• 有没有办法让案例 2 更优雅？
• 我应该如何实现案例 3？

Answer 1

有些事情你可以做，有些事情你永远做不到。你要的不是那么简单，需要努力。

1 和 2 是困难的，但可以实现。首先是create a static map of all type-IDs，然后是use the static result to choose the type。

现在 3 ......好吧......很抱歉告诉你这是不可能的！提供一个反例来证明我的意思：你永远不能创建一个在运行时选择返回类型的函数。但是……

你可以做一些事情，这基本上是 LLVM 人为摆脱 dynamic_cast 而做的事情，但它的代码太多了。

首先，case一个基础抽象类，并让所有这些类派生自它，并使其包含ID：

struct Base{
    virtual int getClassID() = 0;
    static Base* CreateObject(int ID) //consider using shared_ptr here
        {
        switch(ID) {
        case A::ID:
            return new A;
        }            
        case B::ID:
            return new B;
        default:
            return nullptr;
        }
        //...
    }
}

struct A : public Base {
    static const int ID = 1;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct B : public Base {
    static const int ID = 2;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct C : public Base {
    static const int ID = 3;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct D : public Base {
    static const int ID = 4;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

现在，要实例化一个新类，您可以使用 Base 类。

Base* c = Base::CreateObject(3); //object of C

现在，最后，你创建了你的魔法演员：

template <typename T>
T* MyMagicCast(Base* obj)
{
    if(obj->getClassID() ISVALID) //Then use the ID to make sure that T matches the ID
    {
        return static_cast<T*>(obj);
    }
    else
    {
        return nullptr;
    }
}

这将为您完成运行时的工作。使用这种方法，您的优势在于所有类型的操作都可以通过调用 base 来完成 + 您没有使用任何 RTTI。现在，仅当您需要特定于您拥有的类型之一（A、B、C、D）的东西时，您才使用MyMagicCast() 转换为它们的类型。

PS：代码不在我的脑海中，所以可能会有轻微的错别字/错误。