[英]In C++, how can one map between enum values and data types, so the types can be used in templates?
如何做到這一點,這顯然是不可能的 C++,在真實的 C++ 中?:
Type decodeUiEnum(UiEnum myEnum) { // impossible: cannot return a data type
// one switch statement to rule them all
switch(myEnum) {
case USER_SELECTED_GREYSCALE: return GreyscalePixel;
case USER_SELECTED_RGB: return RgbPixel;
...
}
}
void doSomeGraphicsMagic1(UiEnum myEnum) {
...
Foo<decodeUiEnum(myEnum)> a(...); // impossible: type not available at compile
// time
...
}
void doSomeGraphicsMagic2(UiEnum myEnum, int blah) {
...
Bar<int, decodeUiEnum(myEnum)> b(...); // impossible
...
}
等等,所以您可以只向頂部的 switch 語句添加新類型,而不必修改它下面的其他代碼,當然只要該代碼是適當的通用代碼就可以了? 否則,您需要在每個 function 中使用一個 switch 語句來將必要的類型映射到模板中,這不是那么多可維護的代碼,而且有很多重復。 所以更一般地說 - 如果這是以錯誤的方式接近它,我們如何實現代碼的預期屬性?
也就是說,我想要做的是,在一個以枚舉作為參數的 function 中,實例化一個模板類型,其中模板參數取決於枚舉,而不是在每個 function 中都有一個 switch-on-enum。
是的,這實際上是可能的。
技巧基於部分模板規范, std::get使用的這種方法
例如:
#include <iostream>
// specify an enumeration we will use as type index and related data types
enum class UiEnum {
GRAY_SCALE,
RGB_PIXEL
};
struct GreyscalePixel;
struct RgbPixel;
// make base template class
template<UiEnum _EV>
struct ui_enum_type {
};
// do partial type specification trick
// insert typedefs with data type we need for each enumeration value
template<>
struct ui_enum_type<UiEnum::GRAY_SCALE> {
typedef GreyscalePixel pixel_type;
};
template<>
struct ui_enum_type<UiEnum::RGB_PIXEL> {
typedef RgbPixel pixel_type;
};
// demo classes to demonstrate how trick is working at runtime
template<typename T>
struct demo_class {
};
template <>
struct demo_class<GreyscalePixel> {
demo_class()
{
std::cout << "GreyscalePixel" << std::endl;
}
};
template <>
struct demo_class<RgbPixel> {
demo_class()
{
std::cout << "RgbPixel" << std::endl;
}
};
// use swithc trick
static void swich_trick(std::size_t runtimeValue)
{
switch( static_cast<UiEnum>(runtimeValue) ) {
case UiEnum::GRAY_SCALE: {
demo_class< ui_enum_type<UiEnum::GRAY_SCALE>::pixel_type > demo1;
}
break;
case UiEnum::RGB_PIXEL: {
demo_class< ui_enum_type<UiEnum::RGB_PIXEL>::pixel_type > demo2;
}
break;
}
}
int main(int argc, const char** argv)
{
// Do runtime based on the trick, use enum instead of data type
for(std::size_t i=0; i < 2; i++) {
swich_trick(i);
}
return 0;
}
無論如何,我的建議是使用經典的多態性而不是復雜化的模板元編程。 大多數現代編譯器在優化期間進行去虛擬化。 例如:
#include <iostream>
#include <memory>
#include <unordered_map>
enum class UiEnum {
GRAY_SCALE,
RGB_PIXEL
};
class GraphicsMagic {
GraphicsMagic(const GraphicsMagic&) = delete;
GraphicsMagic& operator=(const GraphicsMagic&) = delete;
protected:
GraphicsMagic() = default;
public:
virtual ~GraphicsMagic( ) = default;
virtual void doSome() = 0;
};
class GreyscaleGraphicsMagic final: public GraphicsMagic {
public:
GreyscaleGraphicsMagic():
GraphicsMagic()
{
}
virtual void doSome() override
{
std::cout << "GreyscalePixel" << std::endl;
}
};
class RgbGraphicsMagic final: public GraphicsMagic {
public:
RgbGraphicsMagic():
GraphicsMagic()
{
}
virtual void doSome() override
{
std::cout << "RgbPixel" << std::endl;
}
};
int main(int argc, const char** argv)
{
std::unordered_map< UiEnum, std::shared_ptr< GraphicsMagic > > handlers;
handlers.emplace(UiEnum::GRAY_SCALE, new GreyscaleGraphicsMagic() ) ;
handlers.emplace(UiEnum::RGB_PIXEL, new RgbGraphicsMagic() );
for(std::size_t i=0; i < 2; i++) {
handlers.at( static_cast<UiEnum>(i) )->doSome();
}
return 0;
}
您可以使用std::variant
,然后使用代碼std::visit
該變體。
首先,我們想要一個“將類型作為參數傳遞”的模板
template <typename T>
struct tag {
using type = T;
};
然后我們為它定義我們的變體和工廠。
using PixelType = std::variant<tag<GreyscalePixel>, tag<RgbPixel>>;
PixelType decodeUiEnum(UiEnum myEnum) {
switch(myEnum) {
case USER_SELECTED_GREYSCALE: return tag<GreyscalePixel>{};
case USER_SELECTED_RGB: return tag<RgbPixel>{};
...
}
}
現在我們的方法可以寫成PixelType
的訪問者
void doSomeGraphicsMagic1(UiEnum myEnum) {
std::visit([](auto t){
using Pixel = decltype(t)::type;
Foo<Pixel> a(...);
}, decodeUiEnum(myEnum));
}
int doSomeGraphicsMagic2(UiEnum myEnum, int blah) {
return std::visit([blah](auto t){
using Pixel = decltype(t)::type;
Bar<int, Pixel> a(...);
return a.frob();
}, decodeUiEnum(myEnum));
}
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