c++ - 在树转换中结合模板和继承

Question

我将数据存储在从文件中读取的 C++ 树结构中。这棵树看起来像这样:

class BaseNode {
  std::vector<BaseNode*> children_;
  ...
};
class WhiteNode : public BaseNode { ... };
class BlackNode : public BaseNode { ... };

树建成后，我想转换它，例如到一个字符串。

为了将树代码与转换代码分开，我想使用模板，即实现类似的东西:

template <class T>
T WhiteNode::Convert() { ... };

但是，由于树节点存储为BaseNode*，我不知道如何访问这样的模板成员函数。由于无法继承模板成员函数，因此我认为这行不通。

不过，我确实想出了一个可行的解决方案:

class BaseConversion {
public:
  virtual ~BaseConversion() {}
  virtual void * FromBlack() = 0;
  virtual void * FromWhite() = 0;
};

template <class T>
class Conversion : public BaseConversion {
public:
  void * FromBlack();
  void * FromWhite();
};

class BaseNode {
  std::vector<BaseNode*> children_;
  virtual void * Convert(BaseConversion * conversion) = 0;
public:
  virtual ~BaseNode() {}
  template <class T>
  T Convert() {
    return *static_cast<T*>(Convert(new Conversion<T>));
  }
};

class WhiteNode : public BaseNode {
  void * Convert(BaseConversion * conversion) {
    return conversion->FromWhite();
  }
};

class BlackNode : public BaseNode {
  void * Convert(BaseConversion * conversion) {
    return conversion->FromBlack();
  }
};

并且转换逻辑可以完全分开:

template <>
void * Conversion<std::string>::FromWhite() {
  return new std::string("converting WHITE node to std::string ...");
}

template <>
void * Conversion<std::string>::FromBlack() {
  return new std::string("converting BLACK node to std::string ...");
}

测试代码:

BaseNode * node = new BlackNode;
std::cout << node->Convert<std::string>() << std::endl;
node = new WhiteNode;
std::cout << node->Convert<std::string>() << std::endl;

返回预期结果:

converting BLACK node to std::string ...
converting WHITE node to std::string ...

虽然这个解决方案有效，但我相信它可以更容易地完成。我想出的任何其他更简单的解决方案都失败了，例如由于类型删除。

我将不胜感激任何帮助。谢谢!

Answer 1

类似于您的解决方案但没有 void*。

class NodeVisitor
{
   virtual void VisitBlack(BlackNode* node);
   virtual void VisitWhite(BlackNode* node);
};

class BaseNode {
  std::vector<BaseNode*> children_;
  ...
  virtual void visit(NodeVisitor* visitor) = 0;
};

class WhiteNode : public BaseNode {
  virtual void visit(NodeVisitor* visitor) { visitor->visitWhite(this); }
};

class BlackNode : public BaseNode {
  virtual void visit(NodeVisitor* visitor) { visitor->visitBlack(this); }
};

然后

std::string convert(BaseNode* node)
{
    class ConvertVisitor
         : public NodeVisitor
    {
        ConvertVisitor(std::string* res)
            : m_res(res)
        { }

        virtual void VisitBlack(BlackNode* node)
        {
            *m_res = // convert black node to string;
        }

        virtual void VisitWhite(BlackNode* node)
        {
            *m_res = // convert white node to string;
        }

        std::string* m_res;
    };

    std::string res;
    ConvertVisitor visitor(&res);
    node->visit(&visitor);
    return res;
}