纠正存储枚举的“多态”方法，有时还存储一些数据

Question

我正在编写一个存储点的std::vector的程序，我还为其中的一些点加载了一个“约束”的std::unordered_map，然后将其应用到点数组中。目前，这些限制的形式如下：

+---------------+
|Type    |Value |
+---------------+
|Constant|  1.0 |
|        |      |
|Lerp    |  n/a |
|        |      |
|Loop    |  n/a |
|        |      |
|...     |      |
+--------+------+

有几种类型，但其中只有一种(常量)实际上需要存储一个值(在本例中是双值)。在原型中，我选择存储所有类型的值，只使用了一个std::pair<ConstraintType, double>。它可以工作，但感觉很糟糕；虽然常量是最常见的点类型，存储几千个未使用的双倍在现代硬件上也是可以忽略不计的，但我不喜欢这种浪费。不过，我想不出更好的办法了。如果我从基类派生，据我所见，我将得到一个只有一个虚拟方法的基类(您的派生类型是什么？)如果它是常数，我就把它降下来，得到它的值。糟透了。我唯一考虑的其他想法是将常量保存在一个单独的std::unordered_map中，但是如果我添加另一个需要一个值(或两个)的约束，我该怎么办呢？它似乎没有规模。

我在这里肯定遗漏了一些东西，这类事情应该是微不足道的。我们将感激地接受这些建议(我相信这将是一个令人欣慰的时刻)。

Answer 1

您可以将多态类存储为指针(例如，unique_ptr)，但是您不会获得多少(因为指针将有4或8B，而虚拟表将有另一个4-8B指针，因此32位应用程序上至少需要额外的8B，这与每次存储双值相同，然后速度会变慢)。

至于检查，您可以通过提供一个(纯)虚拟bool check(const Point &)方法或类似的方法来做到这一点，而无需下行转换，该方法将多形性地检查约束(因此约束类型可以包含任何内容，并将被适当地检查)。

我还在想，您可以使用boost::any或boost::variant，但不幸的是，这并没有多大帮助。boost:任何使用类型擦除来保存类型的，所以内部有一个指向虚拟持卡器的指针(它也有指向虚拟表的指针)。

boost::variant要求预先了解所有类型，这在这里可能适用。但是，boost::variant内部的存储必须尽可能大到它能容纳的最大类型(因此没有任何改进，因为每个实例基本上都需要与存储double的最大约束相同的空间)。但是，boost::variant的一个优点是，通过使用boost::static_visitor，可以在不需要虚拟运行时调度的情况下完成检查，因此这样做更快。

一般来说，为了真正节省最大的空间，我认为没有比将不同的约束类型(根据大小)保留在不同列表中更好的选择了。第二个最佳选项是IMHO使用boost::variant，但使用指针(特定的约束类型不需要多态，因此可以节省指向虚拟表的指针所需的空间)。

Answer 2

如果您关心内存的使用，一种可能性(并不是特别推荐的)是只有一个double (没有pair)，然后用一些非常罕见的双常量来枚举其他的所有内容。例如,

const double Lerp = -9e+200;
const double Loop = -9e+201;

其他不是Lerp或Loop的东西都是实际的双值。

您可以查阅IEEE浮点数的定义，以选择离现实边缘很近的数字，因为它们在实践中永远不会出现。如果是这样的话，你应该质疑你的算法，以及它是否应该在googol上产生值。

当然，如果您关心的是空间，那么使用float代替。对于输入数据，它可能足够好(当然，在内部，使用double进行计算)。

如果将任何内容添加到双enum中，比如真正的double，甚至只是一个字节，那么您将对齐所有数据，或者使用性能丢失支付，或者用额外的字节填充结构，从而使double值字段对齐。

Answer 3

就我个人而言，我会选择带有虚拟函数的类，正如axalis所描述的:它是一个干净的面向对象的设计，易于维护和可扩展，例如，如果您想添加一种新的约束类型。

仅用于记录的：还有另一种方法，使用函子和绑定或lambda：

map< Point, function<bool(Point&)>> cst;   // your map
cst [p1] = check_Lerp;                     // predefined function
cst [p2] = bind(check_Constant, _1, 2.0);  // fixing a parameter to have only one free parameter left
cst [p3] = [](Point& p){ return check_Constant(p,2.0); }; // using lambda for more complex constraints

要检查向量的依从性，请执行以下操作：

if (all_of(v.begin(), v.end(), 
         [&](Point&p) { if (cst.find(p)==cst.end()) return true; else return cst[p](p);}))
    cout<<"everythin is ok"<<endl; 
else cout << "not compliant"<<endl; 

这比简单的表更不方便，但是如果您有许多不同类型的约束，其中一些约束是在流上定义的，那么它可能是另一种选择。