C++ 在运行时获取带有 ID 的对象

Question

假设我们有以下对象：

struct A{
    static const int ID = 1;
};

struct B{
    static const int ID = 2;
};

struct C{
    static const int ID = 3;
};

struct D{
    static const int ID = 4;
};

struct Collection{
    std::vector<A> o1;
    std::vector<B> o2;
    std::vector<C> o3;
    std::vector<D> o4;
};

Collection collection;

我想要做的是获取对 Collection 的某些 vector 的引用。应该有三种不同的方法来检索这些：

按 vector 的类型，例如collection.get<A>();
通过编译时的 ID，它由 vector 持有的每个对象定义，例如collection.get<4>();
通过运行时的 ID，例如collection.get(id);

案例 1 很简单，因为它可以通过 T::ID 转换为案例 2。案例 2 可以通过模板特化来实现（尽管如果我有很多对象，它看起来很难看）。案例 3 制造了很多麻烦。如果没有一些巨大的 if 或 switch 语句，它几乎是不可能的，更不用说推断 return 类型了。

我的问题是：

有没有办法让case 2更优雅？
如何实现案例3？

Answer 1

有些事情你可以做，有些事情你永远做不到。你要的不是那么简单，还需要努力

1 和 2 很难，但可以实现。首先，create a static map of all type-IDs, then use the static result to choose the type.

现在 3...好吧...很抱歉告诉你这是不可能的！提供一个反例来证明我在说什么：您永远不能创建一个在运行时选择 return 类型的函数。但是...

有些事情你可以做，这基本上是 LLVM 人为摆脱 dynamic_cast 而做的事情，但它的代码太多了。

首先，case一个基本抽象class，并使所有这些classes派生自它，并使其包含ID：

struct Base{
    virtual int getClassID() = 0;
    static Base* CreateObject(int ID) //consider using shared_ptr here
        {
        switch(ID) {
        case A::ID:
            return new A;
        }            
        case B::ID:
            return new B;
        default:
            return nullptr;
        }
        //...
    }
}

struct A : public Base {
    static const int ID = 1;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct B : public Base {
    static const int ID = 2;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct C : public Base {
    static const int ID = 3;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

struct D : public Base {
    static const int ID = 4;
    int getClassID() override {
        return ID;
    }
};

现在，要实例化一个新的 class，您需要使用 Base class。

Base* c = Base::CreateObject(3); //object of C

现在，您终于创建了自己的魔法转换运算符：

template <typename T>
T* MyMagicCast(Base* obj)
{
    if(obj->getClassID() ISVALID) //Then use the ID to make sure that T matches the ID
    {
        return static_cast<T*>(obj);
    }
    else
    {
        return nullptr;
    }
}

这将为您完成运行时的工作。使用这种方法，您的优势在于所有类型的操作都可以通过调用 base 来完成 + 您不使用任何 RTTI。现在只有当您需要特定于您拥有的类型之一（A、B、C、D）的东西时，您才可以使用 MyMagicCast() 转换为它们的类型。

PS: 代码不在我的脑海中，所以可能会有轻微的 typos/errors.

C++ 在运行时获取带有 ID 的对象

C++ Getting objects with IDs at runtime

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