根据c++中的特定类型执行代码

Executing code according to specific types in C++

本文关键字:类型 执行 代码 c++ 根据      更新时间:2023-10-16

我正在尝试将我以前用函数式语言(OCaml)编写的一些代码重写为c++。

我的问题可以缩短为:

  • 我有一堆值
  • 一个值可以是一个可变类型(即一组不同类型的值,例如int, float, std::string, std::list等等)
  • 我想定义对值工作的操作符(例如,弹出两个值并推动它们之和的加法操作)
  • 一些操作符根据在堆栈上找到的类型表现不同,理想情况下,一些操作符甚至根据类型改变参数的数量(一个简单的例子:加法操作符可以弹出一个值,如果它是std::list,则将操作符应用于列表的所有值之间,否则弹出另一个值并进行加法,如果它们都是float)

到目前为止,我已经能够通过使用模板使其工作,例如。

class Value
{
  public:
    Value(Type type) : type(type) { }
    virtual string svalue() const = 0;
    virtual string lvalue();
    virtual bool equals(Value *value) const = 0;
    virtual Value* clone() const = 0;
    const Type type;
    virtual ~Value() { };
}
template <class T>
class TValue : public Value
{
  protected:
    T value;
  public:
    TValue(Type type, T value) : Value(type), value(value) {}
    void set(T value) { this->value = value; }
    T get() const { return this->value; }
};
class Int : public TValue<int>
{
  private:
  public:  
    Int(int value) : TValue<int>(TYPE_INT, value) { };
    virtual string svalue() const;
    virtual bool equals(Value *value) const { return this->value == ((TValue<int>*)value)->get(); }
    virtual Value *clone() const { return new Int(value); }
};

,然后通过

来解释操作符
Value *v1, *v2,
case OP_PLUS:
{
  if (vm->popTwo(&v1, &v2))
  {  
    switch (v1->type << 4 | v2->type)
    {
      case TYPES(TYPE_INT, TYPE_INT): vm->push(new Int(((Int*)v1)->get() + ((Int*)v2)->get())); break;
      case TYPES(TYPE_FLOAT, TYPE_INT): vm->push(new Float(((Float*)v1)->get() + ((Int*)v2)->get())); break;
      case TYPES(TYPE_INT, TYPE_FLOAT): vm->push(new Float(((Int*)v1)->get() + ((Float*)v2)->get())); break;
      case TYPES(TYPE_FLOAT, TYPE_FLOAT): vm->push(new Float(((Float*)v1)->get() + ((Float*)v2)->get())); break;
    }
  }
  break;
}

现在,这可以工作了,但是我不喜欢这种方法,因为它听起来很笨拙,它需要大量的类型强制转换,而且一点也不优雅(与我的函数实现相比)。我开始研究boost库,看看我是否能找到一种更好的方式来管理一切,在开始之前,我试图定义一种不同的方式来定义操作符,如

template <Opcode T, class X, class A>
class Unary
{
public:
  static A* ptr(X* x)
  {
    cout << "Missing instruction!" << endl;
    return NULL;
  };
};

template <>
class Unary<OP_MINUS, Float, Float>
{
  public:
    static Float *ptr(Float *x) { return new Float(-x->get()); };
}; 

这样我就可以写

Float *a = new Float(10);
Float *r = Unary<OP_MINUS, Float, Float>::ptr(f);

这可以工作,但我仍然无法看到我应该如何以通用的方式管理它,以便我可以根据堆栈上找到的内容和使用的操作符调用正确的函数。

boost会帮助我吗?我想要的是一个解决方案,是类型安全和优雅的同时,但boost有这么多不同的库,我很难理解要找什么。如果我缺少一些更容易的东西,我不需要使用它,我没有想到在为这种任务放弃函数式语言时会发现这么多困难。

您需要boost::variant,对于元素列表,需要boost::make_recursive_variant(这样您就可以在类型中引用类型)。

虽然apply_visitor允许您将函数应用于许多类型,但我发现像这样的东西更容易考虑开始(假设您的编译器支持c++ 11):

template<typename T, typename Func, typename Types...>
bool TryApplyFuncOn( boost::variant<Types...>& var, Func f ) {
  struct HelperVisitor {
    HelperVisitor( Func f_ ):func(f_) {}
    Func func;
    typedef bool return_type;
    template<typename U>
    return_type operator()( U& unused ) { return false; }
    return_type operator()( T& t ) { f(t); return true; }
  };
  return boost::apply_visitor( HelperVisitor(f), var );
}

接受一个你想要应用函数的类型和一个变量,如果你想要应用的类型是变量中的类型,就应用它。如果找到匹配,则返回true。

一般情况下,您可以"一次完成"此操作。

你可以这样做:

// easy case:
typedef boost::variant<int,double> scalar;
scalar times_two(scalar const& left) {
  scalar retval = left;
  TryApplyFuncOn<int>( retval, []( int& value ){ value*=2; } );
  TryApplyFuncOn<double>( retval, []( double& value ){ value*=2.; } );
  return retval;
}
// tricky case:
scalar multiply(scalar const& left, scalar const& right) {
  scalar retval = left;
  TryApplyFuncOn<int>( retval, [&right]( int& left_value ){
    TryApplyFuncOn<int>( right, [&left_value]( int& right_value ){
      left_value *= right_value;
    });
    TryApplyFuncOn<double>( right, [&left_value]( double& right_value ){
      left_value *= right_value;
    });
  });
  TryApplyFuncOn<double>( retval, [&right]( double& left_value ){
    TryApplyFuncOn<int>( right, [&left_value]( int& right_value ){
      left_value *= right_value;
    });
    TryApplyFuncOn<double>( right, [&left_value]( double& right_value ){
      left_value *= right_value;
    });
  });
  return retval;
}

还没有进行类型提升(所以int*double不会变成double),但是没有什么基本的东西可以阻止它。

有意义吗?