如何在C++中向函数传递“任何类型的数据”

Question

假设我有一个名为Handler的类，它有一些子类，例如StringHandler、SomeTypeHandler、AnotherTypeHandler。类Handler定义了一个"handle"方法作为所有子类的公共接口。当然，不同的处理程序具有完全不同的"handle"逻辑。

因此，我需要做的是将任何值传递给handle方法。特定的类可以将"anything"转换为他们期望的类型。

基本上我需要的是像Java类Object一样的东西:D

我尝试的第一件事是使用void*，但显然你不能这样做B* someB = dynamic_cast(theVoidPointer)，所以没什么运气。

我的第二个想法是使用boost::any。然而，使用boost::any的要求是该值必须可复制构造，而我的数据并非如此。

有什么想法可以让这个工作吗？

谢谢

编辑：请注意，我知道我可以使用一个没有成员的SomeData类，并让我的数据成为其子类，但我正在寻找一种更通用的方法，不需要我自己创建包装器类。

- W. Goeman

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你确定你需要使用dynamic_cast，而不能使用reinterpret_cast吗？ - Marc Bollinger

你也可以使用boost::any来存储指针，因此处理的类型不需要可复制构造。 - fdlm

我认为你应该退后一步，告诉我们你想达到什么目的，而不是你如何实现它。在我看来，你正在走进杂草丛中，用一个在Java中可能有效但在C ++中却是可怕滥用（实际上，在OO中非常可怕，但Java却接受）的想法。 - Jerry Coffin

@fdlm 我现在正在尝试。听起来是个不错的计划。也许你应该把它做成一个答案？ - W. Goeman

退一步，退一步，再退一步。向上转型通常是设计不良的标志。类型切换（在开放集上）通常是设计不良的标志。 - Matthieu M.

Answer 1

你可以定义一个基类，例如：

class BaseHandlerData {
   ...
};

然后派生出你的特定数据类，这些类由处理程序要求。

class StringData: public BaseHandlerData {
   ...
};

class SomeData: public BaseHandlerData {
   ...
};

然后您应该能够将BaseHandlerData*参数传递给handle方法，并使用类似以下的内容：

void handle(BaseHandlerData *data) {
    StringData* stringData = dynamic_cast<StringData*>(...);
    // handle your string data here ...
}

进行安全转换以匹配您期望的数据类型。

杰拉尔德

- nutrina

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这是我在编辑中简要提到的详细内容。确实是一个好的解决方案，但我不想为此编写额外的类。我更愿意将其作为基本实用程序（如boost::any）。 - W. Goeman

Answer 2

好的，这里有一个简单的方法，使用boost::any来保存指向您的数据类型的指针。但是，请注意，boost::any会增加一些开销代码，稍微降低性能（在大多数情况下可以忽略不计）...考虑改用boost::spirit::hold_any，或者如果您不需要类型安全，则使用void*。

class Handler {
public:
    void handle( boost::any value ) { 
        do_handle( value );
    }
private:
    virtual void do_handle( boost::any& value ) = 0;
};

template<class T>
class HandlerBase : public Handler {
private:
    void do_handle( boost::any& value ) {
        // here you should check if value holds type T*...
        handle_type( *(boost::any_cast<T*>( value )) );
    }

    void handle_type( const T& value ) = 0;
};

class StringHandler : HandlerBase<std::string> {
private:
    void handle_type( const std::string& value ) {
        // do stuff
    }
};

现在，您可以编写许多处理程序类，从HandlerBase派生，而不必假定处理的类型具有共同的基类。

- fdlm

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这是我使用的解决方案，除了模板化的HandlerBase。我把它留了下来。我只是让特定的处理程序转换为它们需要的类型。一旦我有多个相同数据类型的处理程序，我会考虑在它们之间放置模板化的基础。谢谢！ - W. Goeman

Answer 3

另一种选择，更接近于 C 世界的是使用 union 类型 (http://en.wikipedia.org/wiki/Union_(computer_science)#C.2FC.2B.2B)。这只允许您传递指定的类型，而不是 任何 类型，但具有您所描述的行为类型。

- JohnMcG

Answer 4

你需要拥有一个名为DataObject的基类。所有数据类型（字符串，数字等）都是DataObject的子类。然后你可以像下面这样定义Handle：

void Handle(DataObject *dataObject);

这是一种更安全的实现你想要的功能的方式。为了让它变得更好，DataObject甚至可以知道它包含的数据类型。然后处理程序可以检查它们是否被发送了正确类型的数据。

- Rocketmagnet

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这基本上是我在编辑中添加的内容。这似乎确实是一个不错的解决方案，但我正在寻找一种更通用的方法。如果其他解决方案行不通，我仍将把它保留在我的选项列表中。 - W. Goeman

Answer 5

你可以做到

B* someB = static_cast<B*>(theVoidPointer);

- BertR

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@R.MartinhoFernandes和BertR，你们能否详细说明reinterpret、static和dynamic之间的区别？我认为reinterpret和static存在一些危险性。 - W. Goeman

@R. Martinho Fernandes：在C++11之前，reinterpret_cast确实可能导致未定义的行为，但是对于C++11来说，情况已经不再如此。好吧，看起来Stroustrup犯了同样的错误，所以我可能会犯更糟糕的错误：http://compgroups.net/comp.lang.c++.moderated/stroustrup-void-and-reinterpret_cast/68873 - BertR