如何在不指定类型的情况下使原始 C++ 指针指向模板类？答案

【问题标题】：How to make a raw C++ pointer to point to a template class without specifying the type?如何在不指定类型的情况下使原始 C++ 指针指向模板类？
【发布时间】：2020-11-17 10:10:03
【问题描述】：

我在一个大型代码库的头文件中看到了这一点。当我尝试在源文件中执行此操作时，编译器抱怨。编译器在头文件中没问题的事实仍然很有趣，所以我想知道它是如何以及为什么工作的。这是一个非常复杂的类，所以我无法破译它。

所以这是一个简单的类：

template <typename T>
class Container {
 public:
  Container(T value) : _value(value){};
  T get() { return _value; }
  void set(T value) { _value = value; }

 private:
  T _value;
};

现在在其他一些头文件中，我有这个其他类：

class ContainerFactory
{
  private:
    Containter<int> *_container1{nullptr}; //this will work as expected
    Container *_container2{nullptr}; //this won't work, the compiler will ask for a type
    std::map<Container*, UIControl*> _map; //this won't work either, but it is handy
    //if I have several types of Container.
}

为了向编译器声明_container2，我必须做些什么所谓的“技巧”。我尝试了前向声明，但它显然不起作用。我应该创建另一个派生自Container 的类并做一些额外的事情吗？请指教。谢谢！

【问题讨论】：

类模板不是类型；它们是创建类型的蓝图。您无法形成指向 Container 的指针，因为 Container 不是一种类型，并且永远不可能有 Container 对象指向它。
头文件中的版本可能是：从不包含；在另一个从未实例化的模板中；或者不像你想象的那样与源代码中的版本完全相同
@MilesBudnek，我明白你在说什么，但我亲眼看到了代码。它只是一个实现了太多接口的类，比如其中的 5 个，据我所知，它本身就是一个模板类。我想要的是一些完成此任务的骨架代码。
@armanali: "我明白你在说什么，但我已经亲眼看到了代码。" 然后通过展示你看到的代码来证明这一点自己的眼睛。您在此处发布的代码无法编译，并且您描述的代码无法编译除非它位于Container 模板本身中。
@NicolBolas，如果它是我的代码，我会拥有的：)

标签： c++ templates visual-c++ c++14 c++17

【解决方案1】：

模板是一种生成 C++ 实体（目前是类、函数和变量）的构造。但是模板本身不是它生成的东西；它只是一种生成事物的模式。它是在编译时存在的虚构，而不是存在于内存某处的东西。

所以你不能有一个指向模板的指针，也不能有一个模板的对象。

您可以完成您想要的大致概念，即可以引用某个模板的任何实例化的对象。但这将涉及创建一个类型擦除对象，该对象为访问类型擦除对象提供特定接口。

但是，当您尝试处理的类型由于各种原因无法命名或需要灵活时，通常会使用类型擦除。如果您的类型是具体类型，那么它必须了解它存储的数据；如果没有，它将无法使用get 或set（因为它们必须返回已知类型）。所以要么你的类型需要是一个模板（因此用户定义它使用哪个Container<T>），或者类型的性质需要定义Container的模板参数。

【讨论】：

那么您将如何修改Container 类来完成它？我想要一个非常简单的例子。 ContainerFactory 也应该被模板化吗？
@armanali：我无法提供任何具体细节，因为你没有提供任何关于实际情况的具体细节。你为什么需要这个？你打算让它做什么？你打算如何使用这个你不知道类型的对象？等等。
代码实现了一个属性描述符，它定义了一个可以包含任何类型的属性，无论是 int、double 还是 std::string，然后基于这些属性创建 UI。现在 UI 的数据部分包含一个映射，其中键是该属性描述符，值是显示在屏幕上的 UI 控件。由于属性可以是任何类型，这意味着模板的任何特殊化，因此拥有一个可以存储所有内容的地图会更方便。
我修改了我的ContainerFactory 类以使用例更具吸引力。
也许它也可以通过std::variant 实现，但是我正在查看的代码没有使用它......所以我只是想看看它是如何实现的。我要去问问写它的人。