C ++中的模式匹配样式？

Question

我喜欢Haskell样式模式匹配。

我的C ++代码如下：

ObjectPtr ptr;
if(ptr.isType<Foo>()) { // isType returns a bool
  Ptr<Foo> p = ptr.convertAs<Foo>(); // convertAs returns a Ptr<Foo>
  ......
}
if(ptr.isType<Bar>()) {
  Ptr<Bar> p = ptr.convertAs<Bar>();
  ......
}

现在，我可以定义一些宏来简化此过程吗？ 我已经考虑了一段时间，但无法进一步简化它。

谢谢！

Answer 1

dynamic_cast似乎dynamic_cast您的要求

struct A {
  virtual ~A() {}
};

struct B : struct  A { ... };
struct C : struct  A { ... };

A * a = new C;

if ( C * c = dynamic_cast<C*>( a ) ) {
   c->someCfunc();
}
else if ( B * b = dynamic_cast<B*>( a ) ) {
   b->someBfunc();
}
else {
   throw "Don't know that type";
}

Answer 2

我喜欢Haskell样式模式匹配。

然后在Haskell中编写程序。

您想要做的是切换类型。 如果人们想避免使用虚函数，那是很常见的事情。 现在，后者是C ++中OO的全部基石。 如果要避免它们，为什么要用C ++编程？

---

至于为什么对此不满意：想象您有很多这样的代码

if(ptr.isType<Foo>()) ...
if(ptr.isType<Bar>()) ... 

在您的代码中涂抹所有内容，然后有人来将Baz添加到ptr可能表示的可能类型中。 现在，您正在遍历庞大的代码库，试图找到所有您在其中切换了类型的地方，并试图找出需要向其添加Baz的地方。

而且，正如墨菲（Furphy）所做的那样，当您完成操作时，也会附带Foz作为类型添加。 （或者，再三考虑，如果墨菲有他的方法，那么在您没有完全添加Baz的机会之前，它就会悄悄Baz 。）

Answer 3

尝试使用RTTI在C ++中模拟模式匹配样式是一个好主意，但它必然会有缺点，因为Haskell和Standard ML样式类型构造函数与C ++子类之间存在一些显着差异。 （注意：下面，我使用标准ML语法，因为我对此比较满意。）

• 在Haskell和Standard ML中，模式匹配可以为您将嵌套值绑定到模式变量（例如，模式a::b::c::ds将列表的前三个元素绑定到a ， b和c ，其余的列表中的ds ）。 在C ++中，您仍然必须深入研究实际的嵌套结构，除非您或其他人提出了比此处提出的复杂得多的宏。
• 在Haskell和Standard ML中，类型构造函数数据类型声明（如datatype 'a option = NONE | SOME of 'a datatype 'a option = NONE | SOME of 'a定义了一种新类型： 'a option 。 构造函数NONE和SOME不是类型，它们分别是类型为'a option和'a -> 'a option 。 在C ++中，当您定义诸如Foo和Bar类的子类来模拟类型构造函数时，您将获得新的类型。
• 在Haskell和Standard ML中，像SOME这样的构造函数是一类函数，它们构造它们所属的数据类型的值。 例如， map SOME具有类型'a list -> 'a option list 。 在C ++中，使用子类来模拟类型构造函数，您不会获得此功能。
• 在Haskell和Standard ML中，数据类型是封闭的，因此没有人可以在不更改原始声明的情况下添加更多类型构造函数，并且编译器可以在编译时验证模式匹配是否可以处理所有情况。 在C ++中，您必须尽力限制谁可以继承您的基类。

最后，与以更典型的方式使用C ++多态相比，您是否从模拟模式匹配中获得了足够的收益？ 是否值得使用宏使模拟模式匹配更简洁（同时使其他读取您的代码的人感到困惑）是否值得？

Answer 4

我们与他人合着了C ++模式匹配库，使您可以非常高效地进行模式匹配和类型分析。 名为Mach7的库已根据BSD许可发布，可在GitHub上找到： https : //github.com/solodon4/Mach7 。 您可以在此处找到视频，海报，幻灯片，论文以及源代码。 目前，它支持GCC 4.4 +，Clang 3.4+和Visual C ++ 2010+。 通过针对其存储库提交GitHub问题，随时提出有关该库的问题。

Answer 5

我假设您的Ptr模板具有NULL指针的概念。

ObjectPtr ptr;
if(Ptr<Foo> p = ptr.convertAs<Foo>()) { // convertAs returns a NULL pointer if the conversion can't be done.
  ......
}
if(Ptr<Bar> p = ptr.convertAs<Bar>()) {
  ......
}

但是，正如其他人指出的那样，打开类型通常是在C ++中做错事情的标志。 您应该考虑使用虚函数。

Answer 6

一个想法，这个宏正是您想要的：

#define DYN_IF(dest_type, dest_ptr, src_ptr)                                 \
    if((src_ptr).isType<dest_type>())                                        \
        if(int dest_type##dest_ptr = 1)                                      \
        for(Ptr<dest_type> dest_ptr = (src_ptr).convertAs<dest_type>();      \
            dest_type##dest_ptr;                                             \
            dest_type##dest_ptr=0)                                           

用法：

ObjectPtr ptr;
DYN_IF(Foo, foo_ptr, ptr) { 
    // foo_ptr is Ptr<Foo>
}
DYN_IF(Bar, bar_ptr, ptr)  // Works without braces too for single statement 
    // bar_ptr is Ptr<Bar>

我不会在代码中推荐这类东西，以免被其他人阅读，但是由于您提到了“宏”一词，所以……

另外，我不会假装这与Haskell / OCaml样式中的模式匹配有关。 如果您想要一种语言，其语义类似于C ++（很好，有点）并且是真正的模式匹配，请检查Scala。