C++ 多态性和类型细节

Question

我需要有一些类来实现类似的东西（不同类型的神经网络），但接口有所不同。

做研究，我想在作曲课上用不同的神经网络运行程序。我希望能够替代现有类型的 和 。最好通过运行时启动参数来处理这个问题，但编译时放置也可以。

我看到至少 5 种方法都有其缺点，这使我无法使用它们：

1. 用虚函数实现基类，并将指向基类的指针放入组合类中。主要缺点：对象切片的风险、克隆函数的地狱、派生类的赋值和比较运算符、dynamic_cast 或类似的肮脏技巧来识别实际对象类型以应用特定于类型的函数。
2. 使用神经网络类型的模板。缺点：这将需要将大部分代码移至模板，因此我将不得不将大量实现代码放入头文件中。
3. 通过添加占位符功能来统一界面。缺点：接口会变得肮脏地狱。
4. 使用 C++ 预处理器和 #ifdef 块来分隔两个版本的代码。缺点：它是代码块的肮脏复制/粘贴，并且超过 2 个类会带来地狱。
5. 使用适配器模式，提供统一的接口并隐藏细节。缺点：实际上，它将通过指向实现的指针来实现，因此会受到（1）和（2）的影响，但（2）仅在适配器接口中。

现代 C++ 有更好的方法来实现这一点吗？有些东西告诉我，我可以围绕使用 std::function 构造的块构建某种解决方案，但我还不确定。

Answer 1

好吧，我找到了解决方案，真的不知道为什么我昨天犯了错误，让事情变得过于复杂。

该解决方案适用于编译时。对于运行时，我将使用原始问题中的选项 (1)。

总体思路是使用具有特定类参数的重载函数，这将允许编译时多态性选择正确的函数，该函数将采用正确的类型进行设置、调整等。

解决方案

class NNType1 { … };
class NNType2 { … };

using NeuralNetwork = NNType1;
// using NeuralNetwork = NNType2;

class Creature {
    NeuralNetwork nn;
public:
  template <typename T> void setupNN(NNType1&);
  template <typename T> void tuneNN(NNType1&);
};

template<> Creature::setupNN(NNType1& nn) {
…
}

实际上，模板不是使用重载函数，而是用于简化类声明，避免所有类型的重载函数列表。

现在所有使用接口自定义部分的代码都被放入这些 setupNN/tuneNN 函数中，这些函数特定于具体类 NNType1/NNType2/等。对于 Creature 的通用代码，这些函数隐藏了实现细节。

利润

1. 易于实施
2. 现在代码被分割成小函数，没有 if/switch
3. 没有使用RTTI信息，没有dynamic_casts等

有什么意见、更正、改进建议吗？