具有可变大小和变量类型的 C++ 容器

c++ container with with variable size and variable types

本文关键字：类型 变量 C++ 容器      更新时间：2023-10-16

我正在尝试创建类似列表的东西。但是，列表的不同实例可能具有不同数量的条目，并且条目类型基于用户给出的输入。例如，用户声明他们希望列表中每个条目的结构包含一个 int id、一个 std：：string name、一个双 metricA 和一个长 metricB。基于此输入，将创建以下内容：

struct some_struct {
    int id;
    std::string name;
    double metricA;
    long metricB;
}
list<some_struct> some_list;

用户输入可以从文件中读取，在屏幕上输入等。 此外，some_struct中的条目数量可变。换句话说，它可能具有上面列出的条目，它可能只有其中的 2 个，或者它可能有 10 个完全不同的条目。有没有办法创建这样的结构？

此外，必须能够将比较运算符应用于some_struct的每个成员。我可以使用 boost：：any 来存储数据，但这会产生比较运算符的问题，并且还会产生比理想情况更多的开销。

C++是一种强类型语言，这意味着您必须声明数据结构类型。为此，您不能声明具有任意数量或类型的成员的struct，必须预先知道它们。

当然，现在有办法在C++处理这些问题。仅举几例：

  • 使用映射(std::map或std::unordered_map(创建"表"而不是结构。将字符串映射到字符串，即将名称映射到值的字符串表示形式，并将它们解释到您的内心。
  • 使用预制变体类型，如 boost::any .
  • 使用多态性 - 将指针存储在列表中，并对值调用虚拟机制调度操作。
  • 为输入语言创建类型系统。然后具有每种类型的值表，并从列表中指向相应的表。

可能还有与程序员C++一样多的其他方法。

有很多方法可以解决具有不同成员的数据结构问题，哪种方法最好在很大程度上取决于它的确切使用方式。

最明显的是使用继承。 您可以从基类派生所有可能性：

struct base_struct { 
    int id;
    std::string name;
};
list<base_struct*> some_list;
struct some_struct : public base_struct {
    double metricA;
};

struct some_other_struct : public base_struct {
    int metricB;
};
base_struct *s1 = new some_struct;
s1->id = 1;
// etc
base_struct *s2 = new some__other_struct;
s2->id = 2;
// etc
some_list.push_back(s1);
some_list.push_back(s2);

棘手的一点是，您必须确保在将元素取出时，情况适当。 dynamic_cast可以以类型安全的方式执行此操作：

some_struct* ss = dynamic_cast<some_struct*>(some_list.front());

您可以在使用type_info在强制转换之前查询名称：

typeid(*some_list.front()).name();
请注意，这

两者都需要使用 RTTI 进行构建，这通常没问题，但并非总是如此，因为 RTTI 具有性能成本并且可能会增加内存占用，尤其是在广泛使用模板的情况下。

在以前的项目中，我们使用 boost any 处理了类似的事情。 any的优点是它允许您混合不是从彼此派生的类型。 回想起来，我不确定我会再次这样做，因为它使代码在运行时有点太容易失败，因为类型检查被推迟到那时。 (dynamic_cast方法也是如此。

在糟糕的旧 C 时代，我们用一个union解决了同样的问题：

struct base_struct {
    int id;
    std::string name;
    union {  // metricA and metricB share memory and only one is ever valid
        double metricA;
        int metricB;
    };
};

同样，您遇到了一个问题，您必须自己确保它是正确的类型。

在STL之前的时代，许多容器系统被编写为采用void*，再次要求用户知道何时投射。 理论上，您仍然可以通过说list<void*>来做到这一点，但您无法查询类型。

编辑：永远不要使用void*方法！

我最终使用了一个带有 boost：：variant 的列表。性能比使用 boost：：any 要好得多。事情是这样的：

#include <boost/variant/variant.hpp>
#include <list>
typedef boost::variant< short, int, long, long long, double, string > flex; 
typedef pair<string, flex> flex_pair;
typedef list< flex_pair > row_entry;
list< row_entry > all_records;
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