派生的 C++ 数组类

Question

我目前正在处理一个需要将几个概念联系在一起的问题。我先定义一个class "Base"，它使用CRTP（见https://www.modernescpp.com/index.php/c-is-still-lazy）来实现运行-时间多态。然后我定义了两个派生的 classes 的 Base 称为 "Derived1" 和 "Derived2" 作为如何使用这种多态性的例子。在引入另一个 "Agent" 概念之前，这一切都按预期工作。代理将具有各种状态变量以及指向其相应派生 class 的指针。目标是让许多这样的代理具有可能不同的派生 classes。我想将所有这些对象存储在 same 数组中。但是，这似乎定义不明确，因为每个 Agent 不一定是同一类型。

我考虑过用枚举替换 Agent 定义中的 Base 指针，然后通过映射检索适当的 Derived class。这样感觉不是特别优雅。我还怀疑有一种方法可以使用虚拟基础 classes 来做到这一点，但出于性能原因，我试图避免使用 vtables。

对于我的第一个提议实施的潜在解决方案或为实现预期目标而进行的重组，我们将不胜感激。谢谢！

#include <iostream>

template <typename T>
class Base {
public:
    void func() {
        static_cast<T*>(this)->implementation();
    }
};

struct Derived1: Base<Derived1> {
    void implementation() {
        std::cout << "calling derived1 implementation of func" << std::endl;
    }
};

struct Derived2: Base<Derived2> {
    void implementation() {
        std::cout << "calling derived2 implementation of func" << std::endl;
    }
};

class Agent {
    public:
        // various member variables to keep state
        Base *base;    // NOTE: this is where I am unsure
}

int main() {
    Agent agent_array[2];    // NOTE: this is ill-defined since I don't pass template args
    Derived1 d1;
    Derived2 d2;

}

Answer 1

CRTP用于静态多态。

如果您需要运行时多态性，有很多方法可以实现。具有经典 OOP 继承的虚拟成员函数只是一种方式。

从优秀的“Embrace no Paradigm Programming!”，我们可以看到我们可以做到的其他方法以及它们之间的比较：

如果您只使用已知数量的派生类，我建议您使用类似 variant 的数据结构。它具有静态存储，因此没有不必要的堆分配，并且所有存储都是从您那里抽象出来的。

如果您需要显式导出 func() 实现，则需要使用多态值（幻灯片上的 "type erasure"）。请参阅经典的 Sean Parent 演讲“Better Code: Runtime Polymorphism". Notice it also uses vtables. To abstract vtables, you'd need to use a more complex struture, like Sy Brand shows in their "Dynamic Polymorphism with Metaclasses and Code Injection”演讲。

另外，请注意 "OO" 性能还不错。虚拟成员函数在现代计算机中并没有那么昂贵，通常只有 high-performance/low-latency 代码非常关心这种类型的优化。

派生的 C++ 数组类

C++ Array of Derived Classes

c++

templates

derived-class

派生的 C++ 数组 类

C++ Array of Derived Classes

c++

templates

derived-class

派生的 C++ 数组类