C++类设计: dynamic typing alternative to template argument?

Question

我想构建一个节省空间的模块化算术类。这个想法是模数 M 是一个不可变的属性，在实例化期间得到固定，所以如果我们有一个大数组(std::vector 或另一个容器)的值具有相同的 M，M 只需要存储一次。

如果 M 可以在编译时固定，这可以使用模板来完成:

template <typename num, num M> class Mod_template
{
    private:
        num V;
    public:
        Mod_template(num v=0)
        {
            if (M == 0)
                V = v;
            else
            {
                V = v % M;
                if (V < 0)
                    V += M;
            }
        }
        // ...
};

Mod_template<int, 5> m1(2); // 2 mod 5

不过，在我的应用中，我们应该可以表达M运行时。我所看到的是这样的:

template <typename num> class Mod
{
    private:
        const num M;
        num V;
    public:
        Mod(num m, num v=0): M(abs(m))
        {
            if (M == 0)
                V = v;
            else
            {
                V = v % M;
                if (V < 0)
                    V += M;
            }
        }
        // ...
};

Mod<int> m2(5, 2); // 2 mod 5
Mod<int> m3(3);    // 0 mod 3

这行得通，但是模 M 值的大 vector 使用了它所需空间的 2 倍。

我认为潜在的概念问题是不同模数的 Mod 在句法上属于同一类型，即使它们“应该”是不同的类型。例如，这样的语句

m2 = m3;

应该“自然”引发运行时错误(在我的版本中，它是“手动”引发的:检查内置于复制构造函数以及我实现的每个二元运算符中)。

那么，有没有办法实现某种动态类型，以便 Mod 对象的类型记住模数？如果能知道如何解决这个问题，我将不胜感激。

这对我来说是一个反复出现的问题，涉及各种数学结构(例如，在同一集合上存储许多排列，同一组的元素等)

编辑:据我所知，

• 模板是由类或文字参数化的类型。

• 我想要的:由 const 对象参数化的类型(const num 在这种情况下，const Group& 或 const Group *const 用于组等)。

这可能吗？

Answer 1

如果类(class)需要知道什么，在零存储空间中将很难做到M应该没有任何外界帮助。可能您能做的最好的事情就是存储一个指向共享 M 的指针。 ，这可能会好一点，具体取决于 num 的大小。是。但它不如免费。

如果M会更容易设计是所有需要它的函数的传入值。然后你可以做一些事情，比如创建一个共享相同 M 的对象池。 (有很多简单的方法可以设计这个；例如 map<num, vector<num> > )并且只存储 M一次去游泳池。调用者需要知道哪个池 Mod对象来自，但这可能是它知道的事情。

很难单独完美地回答这个问题……了解更多关于调用代码的信息肯定会帮助您获得更好的答案。