多态（继承）和值类型

Question

我有一堆类型，qazxsw poi，qazxsw poi，qazxsw poi等，代表一个单位的价值。我希望他们有

• 价值语义：例如有效地不可变，不必担心内存分配，而且
• 多态性：我可以返回一个PixelMeasure类型的对象，并且可以对它进行操作而不知道它是什么特定的类型。我还希望能够将多个不同的PointMeasures放入容器中。

看来这些在C ++中是互斥的。对于多态，我需要使用指针或引用。

我看到两个选择：

• 使用智能指针，例如CentimeterMeasure。这给了我想要的行为（安全，没有原始指针，但是多态调度）。缺点是： 它很冗长（如果我真的想要，我可以将它隐藏在typedef后面）。 你有内存分配（但代码不是性能关键，而是隐藏起来）。 语义很奇怪 - 我的对象（Measure）的副本将共享相同的底层指针。我仍然可以假装它具有值语义 - 如果我使接口不可变，那应该没关系。
• 我简单地想过不使用继承（没有公共基类）和通过模板调度 - 但是在这种情况下我需要在编译时知道确切的Measure类型，并且不能将它们放入容器中。
• 我可以完全摆脱这些类，只使用一个类，一个值和一个单位字段 - 但这将不那么灵活，而且使用语法会更糟，所以我宁愿避免这种情况。

有任何想法吗？

Answer 1

你可以使用type-erase，因为正如Sean Parent所说，Measure。他还有一个介绍shared_ptr，这可能是你想要的。这背后是同样的想法，例如shared_ptr<PixelMeasure>。

基本上，您通过内部类中的继承使用子类型多态，以使用以多态方式映射到概念的所有内容。以下是inheritance is the base class of all evil的一个例子：

Value Semantics and Concept Based Polymorphism

现在，您可以将所有内容放入具有greet方法的Greeter对象中。其他示例是boost :: any_iterator或std :: function。

每个Measure值将遭受一次内存分配。

Answer 2

您可以使用包含适当的复制构造函数的包装类和指向Measure的指针作为字段。您可能需要将clone方法添加到Measure。

std::function

Answer 3

您可以使用变体类型：它避免了动态分配，但使多态分派变得更加复杂。

请参阅Type Erasure with Merged Concepts，希望有一个标准版本即将出现。

或者，您可以编写一个更具体的区分联合，提供一个很好的特定多态风格的接口