派生类的 C++ 数组

Question

我目前正在研究一个需要将几个概念联系在一起的问题。我首先定义了一个“Base”类，它使用 CRTP(参见 https://www.modernescpp.com/index.php/c-is-still-lazy)来实现运行时多态性。然后，我定义了 Base 的两个派生类，称为“Derived1”和“Derived2”，作为如何使用这种多态性的示例。在引入另一个“代理”概念之前，这一切都按预期工作。代理将具有各种状态变量以及指向其相应派生类的指针。目标是让许多这样的代理具有可能不同的派生类。我想将所有这些对象存储在 中相同大批。但是，这似乎是不明确的，因为每个代理不一定属于同一类型。

我考虑过用枚举替换 Agent 定义中的 Base 指针，然后通过映射检索适当的 Derived 类。这感觉不是特别优雅。我还怀疑有一种方法可以使用虚拟基类来做到这一点，但出于性能原因，我试图避免使用 vtables。

任何关于我的第一个提议实现的潜在解决方案或重组以实现预期目标的建议或建议将不胜感激。谢谢!

#include <iostream>

template <typename T>
class Base {
public:
    void func() {
        static_cast<T*>(this)->implementation();
    }
};

struct Derived1: Base<Derived1> {
    void implementation() {
        std::cout << "calling derived1 implementation of func" << std::endl;
    }
};

struct Derived2: Base<Derived2> {
    void implementation() {
        std::cout << "calling derived2 implementation of func" << std::endl;
    }
};

class Agent {
    public:
        // various member variables to keep state
        Base *base;    // NOTE: this is where I am unsure
}

int main() {
    Agent agent_array[2];    // NOTE: this is ill-defined since I don't pass template args
    Derived1 d1;
    Derived2 d2;

}

Answer 1

CRTP 用于静态多态性。

如果您需要运行时多态性，有很多方法可以实现。具有经典 OOP 继承的虚拟成员函数只是一种方式。

从优秀的“Embrace no Paradigm Programming!”中，我们可以看到我们可以做到的其他方式以及它们之间的比较:



如果您只使用已知数量的派生类，我建议使用 variant - 类似的数据结构。它具有静态存储，因此没有不必要的堆分配，并且所有存储都是从您那里抽象出来的。

如果需要导出func()明确实现，那么您需要使用多态值(幻灯片上的“类型删除”)。请参阅经典的 Sean Parent 演讲“Better Code: Runtime Polymorphism”。请注意，它还使用 vtables。要抽象 vtable，您需要使用更复杂的结构，例如 Sy Brand 在他们的“Dynamic Polymorphism with Metaclasses and Code Injection”演讲中展示的。

另外，请注意“OO”性能并没有那么差。虚拟成员函数在现代计算机中并没有那么昂贵，通常只有高性能/低延迟的代码才会非常关心这种类型的优化。