c++ - 基类中使用 this 指针的模板函数

Question

考虑以下代码:

struct Base
{
    ~Base() {}
    virtual double operator()(double x) const = 0;
};

template<typename F, typename G> struct Compose;  //forward declaration of Compose

struct Derived1 : public Base    //plus many more derived classes
{
    virtual double operator()(double x) const {return x;}
    template <typename F>
    Compose<Derived1,F> operator()(const F& f) const {return Compose<Derived1,F>(*this,f);}
};

template<typename F, typename G>
struct Compose : public Base
{
     Compose(const F &_f, const G &_g) : f(_f), g(_g) {}
     F f;
     G g;
     virtual double operator()(double x) const {return f(g(x));}
};

void test()
{
    Derived1 f,g;
    auto h=f(g);
}

这里的 compose 类采用两个派生类 f,g 并通过 operator() 返回组合 f(g(x))。

是否有可能避免在许多派生类中的每一个中显式定义，并在基类中添加一个函数？

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编辑:为了更好地解释我在寻找什么:原则上，我想在基类中添加如下内容

template<typename F> Compose<decltype(*this), F>
operator()(const F& f) {return Compose<decltype(*this), F>(*this,f);}

我试过这个，希望 decltype(*this) 自动插入派生类的类型。但是好像不是这样的……

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解决方案:终于遇到了办法，就是通过CRTP。然后基类采用以下形式

template<typename Derived>
struct Base
{
    ~Base() {}
    virtual double operator()(double x) const = 0;

    template<typename F> Compose<Derived, F>
    operator()(const F& f) {return Compose<Derived, F>(static_cast<Derived const&>(*this),f);}
};

派生类派生自

struct Derived1 : public Base<Derived1>

Answer 1

鉴于您的 Base 是纯虚拟的，可以将模板函数移动到 Base。无论如何，所有派生类都必须实现 double operator()(double x) 并进行委托(delegate)。

我还使用了 Base 指针而不是实例，因为正如您所指出的那样，它在 Compose 结构中不起作用(可能想将那里的实现更改为使其不易泄漏......)。

请注意，我从您的层次结构中取出了 Compose(看起来它可以用于更通用的用途)- 随时将其放回原处(它将允许无限组合)。

我还删除了所有 const，因为 struct 需要为 const 对象提供默认的 CTOR(随意将它们放入)。

我重命名了组合运算符，因为我的编译器被客户端代码中的其他 operator() 蒙蔽了。

它需要清理核心就在那里:

template <typename F, typename G> struct Compose
{
     Compose( F* _f,  G &_g) : f(_f), g(_g) {}
      F* f;
     G g;
     double operator()(double x)  {return (*f)(g(x));}
};

struct Base
{
    ~Base() {}
    virtual double operator()(double x) = 0;
    template <typename F> Compose<Base,F> composeMeWith(F& f)  {return Compose<Base,F>(this,f);}    
};

struct D1 : public Base 
{
    virtual double operator()(double x)  { return 1.0; }
};

struct D2 : public Base 
{
    virtual double operator()(double x)  { return 2.0; }
};

一些客户端代码:

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char** argv) 
{
     D1 d1;
     D2 d2;

    auto ret1 = d1.composeMeWith(d2);
    auto ret2 = d2.composeMeWith(d1);

    cout << ret1(100.0) << endl;
    cout << ret2(100.0) << endl;
}