在运行时更改模板参数C ++

编程问答 2022-11-06

问题描述

我有一个庞大而复杂的程序，该程序相当广泛地使用模板。 为了简单起见，请考虑在我的程序中有以下类：

铜叉，银叉，金叉

单刀，锯齿刀，黄油刀

RedSpoon，GreenSpoon，BlueSpoon

然后在main.cpp中调用一个函数：

Eating<bronzefork,SerratedKnife,BlueSpoon>::runEat();

我的目标是能够在运行时将参数提供给我的（编译的）程序，以便修改此运行中所需的叉子或勺子的类型。

我可以使用一个非常大的switch语句来执行此操作，该语句运行叉子，刀子和汤匙的每种组合，但是它看起来很杂乱，令人费解并且难以维护。 尤其是因为我不断向程序中添加各种叉子，刀子和勺子。

以一种干净，有效的方式做到这一点的最佳方法是什么？

解决方法

C ++是一种可编译的语言，这意味着必须在代码生成时就知道类型。虚拟类可以解决您的问题。

这与模板的使用不兼容，模板可以使源代码紧凑。但是必须实例化所有可以在运行时满足的类型的专业化。

,

这不一定是解决问题的最佳方法。这是一种以紧凑方式生成大量实例的方法。它可能适合您，也可能不适合您。

我假设您的每个类都有一个用于运行时选择的ID，例如一个字符串。因此BronzeFork::id将是"BronzeFork"。此后，我将使用缩写名称。

  #include <tuple>
  #include <string>
  #include <functional>
  #include <map>

  struct F1 { static constexpr const char* id = "F1"; };
  struct F2 { static constexpr const char* id = "F2"; };
  struct F3 { static constexpr const char* id = "F3"; };
  struct K1 { static constexpr const char* id = "K1"; };
  struct K2 { static constexpr const char* id = "K2"; };
  struct K3 { static constexpr const char* id = "K3"; };
  struct S1 { static constexpr const char* id = "K1"; };
  struct S2 { static constexpr const char* id = "K2"; };
  struct S3 { static constexpr const char* id = "K3"; };

  template <typename F,typename K,typename S> struct Eater
  {
      static void eat();
  };

  using t3 = std::tuple<std::string,std::string,std::string>;

  std::map<t3,std::function<void()>> funcMap;

现在，我们需要填充funcMap。我们需要嵌套的编译时循环。我使用fold-expressions将它们实现为单独的模板。也许有更好的方法，但是这种方法非常简单明了，因此很容易理解。

  template <typename F,typename S> struct populate0
  {
      void operator()() { funcMap.insert({{F::id,K::id,S::id},Eater<F,K,S>::eat}); }
  };

  // Inner loop
  template <typename Fs,typename S> struct populate1;
  template <typename ... Fs,typename S>
  struct populate1 <std::tuple<Fs...>,S> // loop over Fs
  {
      void operator()() { (populate0<Fs,S>()(),...); }
  };


  // Middle loop
  template <typename Fs,typename Ks,typename S> struct populate2;
  template <typename Fs,typename ... Ks,typename S>
  struct populate2 <Fs,std::tuple<Ks...>,S> // loop over Ks
  {
      void operator()() { (populate1<Fs,Ks,...); }
  };


  // Outer loop
  template <typename Fs,typename Ss> struct populate3;
  template <typename Fs,typename... Ss> // loop over Ss
  struct populate3 <Fs,std::tuple<Ss...>>
  {
      void operator()() { (populate2<Fs,Ss>()(),...); }
  };

现在我们只需要运行循环。

  populate3<std::tuple<F1,F2,F3>,std::tuple<K1,K2,K3>,std::tuple<S1,S2,S3>>()();

无论何时添加另一个类，都将其添加到此调用中。

c++templates