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c++ - 具有 lambda 的多态访问者

coder 2024-02-11 原文

我想在不实现类的情况下使用 lambda 实现多态访问者。我已经有了一定的基础，但正在为我的 lambda 表达式的参数进行类型推导而苦苦挣扎。

假设我有一些遗留代码库，它决定像这样对多态类型使用类型标签:

enum class ClassType
{
    BaseType = 0, TypeA, TypeB
};

class BaseType
{
public:
    virtual ~BaseType() {}
    ClassType getType() const
    { return type; }

protected:
    ClassType type;
};

class TypeA : public BaseType
{
public:
    static const ClassType Type = ClassType::TypeA;
    explicit TypeA(int val) : val(val)
    { type = ClassType::TypeA; }
    virtual ~TypeA() {}

    int val;
};

class TypeB : public BaseType
{
public:
    static const ClassType Type = ClassType::TypeB;
    explicit TypeB(std::string s) : s(s)
    { type = ClassType::TypeB; }
    virtual ~TypeB() {}

    std::string s;
};

我想要实现的是类似于std::variant的访问者访问者看起来像这样:

std::vector<BaseType*> elements;
elements.emplace_back(new TypeA(1));
elements.emplace_back(new TypeB("hello"));

for (auto elem : elements)
{
    visit(elem,
        [](TypeA* typeA) {
            std::cout << "Found TypeA element, val=" << typeA->val << std::endl;
        },
        [](TypeB* typeB) {
            std::cout << "Found TypeB element, s=" << typeB->s << std::endl;
        }
    );
}

到目前为止，我实现这样一个失败的方法 visit<>()函数是以下代码:

template <typename T>
struct identity
{
    typedef T type;
};

template <typename T>
void apply_(BaseType* b, typename identity<std::function<void(T*)>&>::type visitor)
{
    if (b->getType() != T::Type)
        return;

    T* t = dynamic_cast<T*>(b);
    if (t) visitor(t);
}

template <typename... Ts>
void visit(BaseType* b, Ts... visitors) {
    std::initializer_list<int>{ (apply_(b, visitors), 0)... };
}

编译器提示它无法推导模板参数 T对于我的 apply_功能。

如何声明 apply_ 的正确模板和函数签名正确捕获 lambda 甚至其他可调用对象？或者这样的事情根本不可能吗？

最佳答案

这是一个(不完整)解决方案，适用于任何具有一元、非重载、非模板化 operator()。首先，让我们创建一个辅助类型别名来检索第一个参数的类型:

template <typename> 
struct deduce_arg_type;

template <typename Return, typename X, typename T> 
struct deduce_arg_type<Return(X::*)(T) const>
{
    using type = T;
};

template <typename F>
using arg_type = typename deduce_arg_type<decltype(&F::operator())>::type;

然后，我们可以在可变模板中使用折叠表达式来调用dynamic_cast成功的任何函数对象:

template <typename Base, typename... Fs>
void visit(Base* ptr, Fs&&... fs)
{
    const auto attempt = [&](auto&& f)
    {
        using f_type = std::decay_t<decltype(f)>;
        using p_type = arg_type<f_type>;

        if(auto cp = dynamic_cast<p_type>(ptr); cp != nullptr)
        {
            std::forward<decltype(f)>(f)(cp);
        }
    };

    (attempt(std::forward<Fs>(fs)), ...);
}

使用示例:

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<Base>> v;
    v.emplace_back(std::make_unique<A>());
    v.emplace_back(std::make_unique<B>());
    v.emplace_back(std::make_unique<C>());

    for(const auto& p : v)
    {
        visit(p.get(), [](const A*){ std::cout << "A"; },
                       [](const B*){ std::cout << "B"; },
                       [](const C*){ std::cout << "C"; });
    }
}

ABC

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关于c++ - 具有 lambda 的多态访问者，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/45980886/

amplambdacodelttypenamec++templatesc++17

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