带有std::variant或unions的包装器的公共接口

Question

这个问题与Enforcing a common interface with std::variant without inheritance有关。

这个问题和这个问题的区别在于，我不介意继承，我只是在寻找以下的结构/类.

struct Parent { virtual int get() = 0; };
struct A : public Parent { int get() { return 1; } };
struct B : public Parent { int get() { return 2; } };
struct C : public Parent { int get() { return 3; } };

..。自动“组装”成模板：

template<typename PARENT, typename... TYPES>
struct Multi
{
    // magic happens here
}

// The type would accept assignment just like an std::variant would...
Multi<Parent, A, B, C> multiA = A();
Multi<Parent, A, B, C> multiB = B();
Multi<Parent, A, B, C> multiC = C();

// And it would also be able to handle virtual dispatch as if it were a Parent*
Multi<Parent, A, B, C> multiB = B();
multiB.get(); // returns 2

这个是可能的吗？如果是这样的话，是怎么做的？我希望避免处理指针，因为使用std::variant/unions是为了使内存连续。

Answer 1

您不能自动地将其设置为允许multiB.get()，但可以通过提供操作符重载来允许multiB->get()或(*multiB).get()甚至隐式转换：

template<typename Base, typename... Types>
struct Multi : std::variant<Types...>
{
    using std::variant<Types...>::variant;

    operator Base&()               { return getref<Base>(*this); }
    Base& operator*()              { return static_cast<Base&>(*this); }
    Base* operator->()             { return &static_cast<Base&>(*this); }

    operator const Base&() const   { return getref<const Base>(*this); }
    const Base& operator*() const  { return static_cast<const Base&>(*this); }
    const Base* operator->() const { return &static_cast<const Base&>(*this); }

private:
    template<typename T, typename M>
    static T& getref(M& m) {
        return std::visit([](auto&& x) -> T& { return x; }, m);
    }
};

在使用标准库中的迭代器时，您可能遇到过这种情况。

示例：

int main()
{
    Multi<Parent, A, B, C> multiA = A();
    Multi<Parent, A, B, C> multiB = B();
    Multi<Parent, A, B, C> multiC = C();

    // Dereference
    std::cout << (*multiA).get();
    std::cout << (*multiB).get();
    std::cout << (*multiC).get();

    // Indirection
    std::cout << multiA->get();
    std::cout << multiB->get();
    std::cout << multiC->get();

    // Implicit conversion
    auto fn = [](Parent& p) { std::cout << p.get(); };
    fn(multiA);
    fn(multiB);
    fn(multiC);
}

输出：

123123123