c++ - 如何让 C++ 堆栈具有多种数据类型？

Question

问题是:

我目前正在尝试创建一个简单的基于堆栈的编程语言(逆波兰表示法，FORTH 风格)作为一个更大项目的组成部分。不过，我遇到了障碍。

在 C++ 中(通过使用 std::vector<> )创建包含一种元素类型的堆栈没有问题(例如，我可以使用语法 std::vector<double> Stack )。

但是，编程语言需要能够保存多种数据类型，例如整数、 double 、字符串和 3D vector (如具有 X、Y 和 Z 分量的物理 vector )，仅举一些简单的例子.

那么，在 C++ 中是否有一种结构可以用作堆栈，能够存储不止一种原始类型/对象/结构？

Answer 1

当然，一种方法是使用标记 union :

enum Type { INTEGER, DOUBLE, /* ... */ };

union Data {
    uint64_t as_integer;
    double as_double;
    // ...
};

struct Value {
    Type type;
    Data data;
};

as_integer 的存储, as_double等会重叠，所以 Value structure 将占用两个存储字，并且您的堆栈类型为 std::vector<Value> .然后您访问 data 的成员根据 type 的值:

void sub(std::vector<Value>& stack) {
    // In reality you would probably factor this pattern into a function.
    auto b = stack.back();
    stack.pop_back();
    assert(b.type == INTEGER);

    auto a = stack.back();
    stack.pop_back();
    assert(a.type == INTEGER);

    Value result;
    result.type = INTEGER;
    result.data.as_integer = a.data.as_integer - b.data.as_integer;
    stack.push_back(result);
}

当然，Forths 通常是无类型的，这意味着堆栈仅包含单词 (std::vector<uint64_t>)，并且数据值的解释取决于对其进行操作的单词。在这种情况下，您可以通过 union 或 reinterpret_cast 双关语在每个词的执行中适当键入:

void subDouble(std::vector<Data>& stack) {
    // Note that this has no type safety guarantees anymore.
    double b = stack.back().as_double;
    stack.pop_back();

    double a = stack.back().as_double;
    stack.pop_back();

    Data result;
    result.as_double = a - b;
    stack.push_back(result);
}

void subDouble(std::vector<uint64_t>& stack) {
    double b = reinterpret_cast<double&>(stack.back());
    stack.pop_back();

    double a = reinterpret_cast<double&>(stack.back());
    stack.pop_back();

    double result = a - b;
    stack.push_back(reinterpret_cast<uint64_t&>(result));
}

或者，您可以不存储值，而是存储指向类实例的指针 Value来自其他值类型，例如 Integer或 Double会得出:

struct Value {};
struct Integer : Value { uint64_t value; };
struct Double : Value { double value; };
// ...

您的堆栈类型为 std::vector<unique_ptr<Value>>或 std::vector<Value*> .然后，您不必担心不同的值大小，而代价是在运行时制作包装器结构并分配它们的实例。