当一次只需要其中一种类型时，保持指向不同类型的指针的最佳方法是什么？

Question

我处于这样一种情况，我需要一个指向未知类型 object 的指针作为另一个 class 的成员。但是有效 object 类型的列表在编译时是已知的。

说我有：

// A class templated on T
template<class T> class obj;

// Now assume there are some objects of types obj<...> somewhere else
obj<int> obj1;
obj<double> obj2;

// Now, manager needs to create a pointer for these objects
// in a specific manner at construction-time

// Say, we have to choose a canonical object (and set the other as secondary)

// manager shouldn't be templated on T because It needs
// to have multiple members of type obj<...>
template<class R>
class manager
{
    shared_ptr<...> canObjPtr;
    shared_ptr<...> secObjPtr;
 public:   
    // once set, canonical obj is not expected to change
    explicit manager(string canonicalObj);
}

我怎样才能做到这一点？

一些实际上行不通的初步想法：

1. 我能想到的最有前途的方法是将 T1 和 T2 模板 arguments 添加到 manager 并像这样构造： manager<R, obj<int>, obj<double>>() 。 我觉得我应该在管理器构建之前用 static function 获取“canonicalObj”字符串，然后决定创建哪个管理器manager<R, obj<int>, obj<double>>或manager<R, obj<double>, obj<int>> 。

2. 如何直接在obj1 and obj2对象上“模板化”管理器。 看起来可行吗？ 请注意，我很乐意向管理器添加模板参数，因为它涉及一些不喜欢使用多参数模板的运行时选择机制。

3. 而不是 2 个成员指针，而是创建 4 个（见下文，但这很糟糕，并且在实现中肯定会让我发疯：在使用它们中的任何一个之前，需要始终检查一个指针是否为 null）

template<class R> manager
{
    sharedPtr<obj<int>> canObjPtrI;
    sharedPtr<obj<float>> canObjPtrF;

    // same for secObjPtr above
 public:
    explicit manager(string canonicalObj);
}

4. std::any and std::variant （以及它们的 boost 等效项）是不可能的，因为我想继续使用 c++11 并且不能按策略使用 boost。 如果我要打破其中一条规则，我会考虑升级到 c++17。

5. 我不认为使用shared_ptr<void>可以带来任何好处，因为无论如何我都必须将指针转换为正确的类型并且不能使用 void 指针的 object 的接口。

6. union也是如此。 与 3 相比，它几乎没有任何改进。

另外，如果您认为这是一个潜在的设计问题，请不要犹豫。 我邀请您指出您注意到的任何缺陷/改进。

[编辑]这段代码试图做的是......

基本上，我需要从预先构建的obj<int> and obj<double>对象列表中选择规范和次要对象，就像我上面解释的那样：

基于用户输入，class 应该决定一个规范的 object 并根据这个决定执行计算。 我已经可以通过名称（字符串）获取对这些对象的引用。 唯一的问题是它们的类型不同，让它们从基类 class 继承会限制我仅使用该基类的接口（这是正确的吗？）。

评论中要求的最小示例

// A base template for objects defines common
// and possibly different interface.
template<class T> class objBase
{
protected:
    field<T> f_;

public:

    // Public data type
    using fieldType = field<T>;

    // New selects from "Registered childs of objBase"
    // at runtime
    static shared_ptr<objBase>::New() const;

    // Pure virtual to update the obj
    virtual void update() = 0;

    // Const-Access to field
    const field<T>& getField() const;
};

// Created objects are also registered automatically to a database
// i.e. I can get (const-)refs to them by querying the database
shared_ptr<objBase<int>> obj1 = objBase<int>::New();
shared_ptr<objBase<int>> obj2 = objBase<int>::New();
shared_ptr<objBase<float>> obj3 = objBase<float>::New();

// In manager, something like this needs to happen
template<class R>
class manager
{
private:
    // Read 2 target obj names from user input
    pair<string,string> objNames;

    // Possible types for requested objs:
    // obj_a, obj_b : both objBase<int> or both objBase<float>
    // or they can have different types 
    // But we essentially need only:
    pointer<...> canonicalObj;
    pointer<...> secondaryObj;

    // These should be used like this
    void useObjField() const
    {
        // Not using auto for clarity
        const decltype(*canonicalObj)::FieldType& objField
            = canonicalObj->getField();
        for(int i=0; i < objField.size(); ++i)
        {
            // Loop through elements and use them for some calculations
            // Related to other fields in manager
        }
    }
};

Answer 1

std::any和std::variant （以及它们的 boost 等效项）是不可能的，因为我想继续使用 c++11 并且不能按策略使用 boost。

仍然不是问题：您可以使用mpark::variant - 它与 C++11 兼容。 还有其他类似的变体 class 实现。 如果你更喜欢 go 和any -like class（不太推荐），试试 linb linb::any - 同样的想法； C++11 兼容。

IIANM，这些都是只有头文件的库（忽略测试/示例程序），所以你甚至不需要任何复杂的安装； 你可以只获取 header 的最新版本，或者超级组织，使用 CMake 正确构建和安装它们，然后使用 CMake find_package()命令找到它们。

最后，“合格联合”将是使用变体的粗略替代方法。 变体本质上是一个联合和一个变量，它告诉您联合中的哪些类型是活动类型。 为了使用的简单性和安全性，我不推荐这样做——但它可能意味着更少的代码。