c++ - 封装多种类型的 Datastructure 并公开它们的所有功能

Question

我有 6 种 datastructure<T> .

它们都包含覆盖 10-20 个常用函数(紫色)，例如addFirst() .

然而，一些数据结构有自己的0-5个独特的功能(粉红色)。
例如，只有 MyArray<T>具有功能addManual(T,int) .
在极少数情况下，一些不同类型的数据结构支持一些相同的特殊功能。

(实际情况表要复杂 10 倍左右。)

这是一个简短的片段:-

class Vector3D{};
template<class T>class MyArray{
    public: void addFirst(T t){/* some code */}
    /* other add / remove / query function */
    public: void addManual(T t,int internalIndex){/* some code */}
};
template<class T>class MyGrid3D{
    public: void addFirst(T t){/*some code */}
    /* other add / remove / query function */
    public: void addSpecial(T t,Vector3D gridAddress){/* some code*/}
};

到目前为止效果很好。
现在，我想通过提供接口(interface) Adapter<MyX,T,I> 来简化它的使用.
我图书馆的用户可以识别内部存储类型T和界面I分别地。

只要函数(紫色/粉色)的参数类型为 I , 我会将其转换为 T并在内部对其进行操作，就好像它具有类型 T .

这是我的原型(prototype):-

template<template<class> class MyX,class T,class I>class Adapter{
    private: T convert(I i){/* some logic */ return T();}
    MyX<T> database;
    public: void addFirst(I i){
        database.addFirst(convert(i));
    }
};    
int main() {
    Adapter<MyArray,int,std::string> adapter;
    adapter.addFirst(std::string("5.0f"));
    std::cout<<"compiled OK";
    return 0;
}

效果很好( coliru demo )，但不包括特殊功能(紫色)，例如addManual()或 addSpecial() .

问题

什么是设计模式/C++ 魔法 Adapter支持那些功能？

这是我的三个糟糕的解决方案:-

1. 为每种类型的数据结构创建许多适配器类，例如AdapterMyArray<T,I>和 AdapterMyGrid3D<T,I> .

2. 通过继承改进第一个解决方案，例如AdapterMyArray<T,I>和 AdapterMyGrid3D<T,I>源自 AdapterBase<T,I> .

3. 检查 MyX 的类型并使用 std::enable_if启用这些特殊功能的实例化。

我觉得我所有的解决方案都过于手动，这会导致一些可维护性问题。

编辑: Yakk 的解决方案很好，但我仍然怀疑是否有更好的解决方案。

Answer 1

CRTP。

有Adapter_addFirst Adapter_addManual等等 CRTP 助手。他们使用 CRTP 访问 database<T>并实现他们的一个(或一组)功能。

Adapter查询 database或 database<T>通过 traits 类助手来确定哪个 CRTP Adapter_*它应该(公开地)继承自。

template<class D, class I>
class Adapter_addFirst {
  D* self() { return static_cast<D*>(this); }
  D const* self() const { return static_cast<D*>(this); }
public:
  void addFirst(I i){
    self()->database.addFirst(self()->convert(i));
  }
};
template<std::size_t I>
struct empty_t {};
template<template<class> class MyX,class T,class I>
class Adapter:
  public std::conditional_t<true, Adapter_addFirst<Adapter<MyX, T, I>, I>, empty_t<0>>
{
  friend struct Adapter_addFirst<Adapter<MyX, T, I>, I>;
private:
  T convert(I i){/* some logic */ return T();}
  MyX<T> database;
};

哪里true替换为“我应该添加 First”的测试。

对每个方法重复。

Dispatch 是静态的，方法只在应有的情况下存在，一切都符合标准。

您可以通过类型上的标签、类型特征或什至是调用 std::declval<MyX<T>&>().addManual( std::declval<T const&>() ) 的 SFINAE 测试来测试“我应该添加手册”吗？ .对于 SFINAE 案例，请参阅 can_apply或等效的。