C++:使用基类中的仅派生类变量

Question

假设我有两个相似的结构 A 和 B。A 和 B 都有一个指向 A 的指针，但是 A 有一个额外的指向 A 或 B 的指针。

我想到了类似这样的东西，有一个 Base 和一个 Derived 类

template <bool T> struct Derived;
struct Base { Derived<0> *p1; };
template <> struct Derived<0> : public Base { Base *p2; };
template <> struct Derived<1> : public Base {};

其中 A 是 Derived<0> B 是 Derived <1> .

这里的问题是当通过p2访问一个类时, 编译器不知道它是哪个 Derived 类，像这样会报错。

Derived<0> x, y, z;
x.p2 = &y;
y.p2 = &z;
x.p2->p2; // Error

你们中有人知道任何神奇的解决方法，最好只使用编译时功能吗？

我还需要知道我使用的是哪种类型的 Derived，以便我知道我是否可以使用 p2。

如果有帮助，您可以将事物可视化为双链表，其中 Derived<0>是一个普通节点，Derived<1>是结束节点，p1是 prev 指针和 p2是下一个指针。

编辑:不需要使用Base-and-Derived-class-type结构，可以是任何东西。

Answer 1

一种可能的解决方案是基于双重调度，这与最著名的访问者模式背后的想法相同。

它遵循一个最小的工作示例:

#include<iostream>

template<int>
struct Derived;

struct Visitor {
    template<int N>
    void visit(Derived<N> &);
};

struct Base {
    Derived<0> *p1;
    virtual void accept(Visitor &) = 0;
};

template<>
struct Derived<0>: public Base {
    void accept(Visitor &) override;
    Base *p2;
};

template<>
struct Derived<1>: public Base {
    void accept(Visitor &) override;
};

template<>
void Visitor::visit(Derived<0> &d) {
    std::cout << "Derived<0>" << std::endl;
    d.p2->accept(*this);
}

template<>
void Visitor::visit(Derived<1> &) {
    std::cout << "Derived<1>" << std::endl;
}

void Derived<0>::accept(Visitor &v) {
    v.visit(*this);
}

void Derived<1>::accept(Visitor &v) {
    v.visit(*this);
}

int main() {
    Visitor v;
    Derived<0> x, y;
    Derived<1> z;
    x.p2 = &y;
    y.p2 = &z;
    x.p2->accept(v);
}

在 wandbox 上查看它的启动和运行情况.

如果您可以使用 C++17 和 std::variant，事情就会简单得多:

#include<iostream>
#include<variant>

template<int>
struct Derived;

struct Base {
    Derived<0> *p1;
};

template<>
struct Derived<0>: public Base {
    std::variant<Derived<0> *, Derived<1> *> p2;
};

template<>
struct Derived<1>: public Base {};

struct Visitor {
    void operator()(Derived<0> *d) {
        std::cout << "Derived<0>" <<std::endl;
        std::visit(*this, d->p2);
    }

    void operator()(Derived<1> *) {
        std::cout << "Derived<1>" <<std::endl;
    }
};

int main() {
    Visitor v;
    Derived<0> x, y;
    Derived<1> z;
    x.p2 = &y;
    y.p2 = &z;
    std::visit(v, x.p2);
}

在 wandbox 上查看它的启动和运行情况.