接上一主题,C++14中如何设计类似于std::any,使集合在C++中与Python一样支持任意数据?

这篇文章的重点是C++多态的应用,但是如果你是C++新手,

你需要了解以下C++知识:

构造函数

拷贝构造函数

虚拟函数

纯虚拟函数

析构函数

类的继承

运算符重写

模板类

模板参数

数组

数组的传递

指针与动态内存分配

Python:

python 复制代码
s = { 3,3,5,9 ,3.14,"神主级","九阳天怒","python"};

print(s)
 

C++:

cpp 复制代码
	std::list<int> li = { 1,3,4,5,6,7,8,9 };

	std::vector<_any> li_any = { "焚心妖莲",1,2,15, _t("逆天邪神"),li ,3.14 };

上面一行代码中,有 char Array[], int, wchar_t Array[], 链表, Dobule

下面我们设计一个类 _any,它在构造函数如果是这样,上面语句就能编译过关。

cpp 复制代码
class _any {

public:
	template<class T>
	_any(const T& tValue) {

	}
};

int main() {      	  

	std::list<int> li = { 1,3,4,5,6,7,8,9 };

	std::vector<_any> li_any = { "焚心妖莲",1,2,15, _t("逆天邪神"),li ,3.14 };
}

上面最难的地方是在类_any内部中如何保存 tValue的值,如果把类声明为模板类,很容易解决,但是就要在每_any指定模板参数T,这样行不行?

用: std::shared_ptr吗?

auto s = std::make_shared<T>(tValue);

也不行,变量声明也要带T的参数。

那应该怎么办了,查了一个资料,最后就是用C++的多态?

多态是C++中的一个核心概念,它允许基类的指针或引用调用派生类中定义的方法。多态性通过函数重写和函数重载提供。

看下面代码,你明白了吗?

上在代码还存在一个问题?

上面 "焚心妖莲" 传递的是数组 T = char Array[] 和 T = wchar_t Array[],没关系,改一下就行,在_any再加

个构造函数?

cpp 复制代码
    /// <summary>
    /// 传递的是数组
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <typeparam name="n"></typeparam>
    /// <param name="arr"></param>
    /// 创建时间: 2024-11-23      最后一次修改时间:2024-11-23
    template<typename T, std::size_t n>
    _any(T(&arr)[n]) : _pData(new _AnyHelper<std::decay_t<T>>(arr,n))
    {              
        
    }

下面给出完整的代码,这代码也是初步的,还有很多要修改之处:

_any.h

cpp 复制代码
/******************************************************************
文件名				: _any.h

作者					: 李锋

功能					: std::any

手机					: 13828778863

Email				:  ruizhilf@139.com

创建时间				: 2024年11月23日

最后一次修改时间		:  2024年11月23日



 https://baike.baidu.com/item/deque/849385?fr=ge_ala

******************************************************************/
#pragma once
///
#include "__std_in.h"


using lf::m;

///
__STD_BEGIN_
///
/*
感谢作者:

参考: C++ std::any的模拟实现  https://blog.csdn.net/qq_54121864/article/details/136005240

 class Any
{
private:
	class AnyHelperBase
	{
	public:
		virtual const std::type_info& Type()const = 0;
		virtual AnyHelperBase* Clone()const = 0;
	};
	template<typename T>
	class AnyHelper :public AnyHelperBase
	{
	public:
		T data;
		template<typename ...Args>
		AnyHelper(Args&&... args) :data(std::forward<Args>(args)...) {}
		AnyHelper(const AnyHelper& other) :data(other.data) {}
		AnyHelper(const T& value) :data(value) {}
		virtual const std::type_info& Type()const
		{
			return typeid(T);
		}
		virtual AnyHelper* Clone()const
		{
			return new AnyHelper(*this);
		}
	};
	template<typename T>
	friend T AnyCast(const Any& any);
	template<typename T>
	friend T AnyCast(Any& any);
	template<typename T>
	friend T AnyCast(Any&& any);
	template<typename T>
	friend const T* AnyCast(const Any* any);
	template<typename T>
	friend T* AnyCast(Any* any);
	AnyHelperBase* data;
public:
	Any() :data(nullptr) {}
	template<typename T>
	Any(const T& value) : data(new AnyHelper<std::decay_t<T>>(value)) {}
	Any(const Any& other) :data(other.data->Clone()) {}
	Any(Any&& other) :data(other.data)
	{
		other.data = nullptr;
	}
	const std::type_info& Type()const
	{
		return data->Type();
	}
	bool HasValue()const
	{
		return data != nullptr;
	}
	void Reset()
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
		data = nullptr;
	}
	template<typename T>
	Any& operator=(const T& value)
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
		data = new AnyHelper<std::decay_t<T>>(value);
		return *this;
	}
	Any& operator=(const Any& other)
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
		data = other.data->Clone();
		return *this;
	}
	Any& operator=(Any&& other)
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
		data = other.data;
		other.data = nullptr;
		return *this;
	}
	void Swap(Any& other)
	{
		AnyHelperBase* temp = this->data;
		this->data = other.data;
		other.data = temp;
	}
	template<typename T, typename ...Args>
	std::decay_t<T>& Emplace(Args&&... args)
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
		auto temp = new AnyHelper<std::decay_t<T>>(std::forward<Args>(args)...);
		data = temp;
		return temp->data;
	}
	~Any()
	{
		if (data != nullptr)
			delete data;
	}
};

template<typename T>
T AnyCast(const Any& any)
{
	auto p = dynamic_cast<Any::AnyHelper<std::decay_t<T>>*>(any.data);
	if (p == nullptr)
		throw std::runtime_error("Bad any cast!");
	return p->data;
}
template<typename T>
T AnyCast(Any& any)
{
	auto p = dynamic_cast<Any::AnyHelper<std::decay_t<T>>*>(any.data);
	if (p == nullptr)
		throw std::runtime_error("Bad any cast!");
	return p->data;
}
template<typename T>
T AnyCast(Any&& any)
{
	auto p = dynamic_cast<Any::AnyHelper<std::decay_t<T>>*>(any.data);
	if (p == nullptr)
		throw std::runtime_error("Bad any cast!");
	return p->data;
}
template<typename T>
const T* AnyCast(const Any* any)
{
	auto p = dynamic_cast<Any::AnyHelper<std::decay_t<T>>*>(any->data);
	if (p == nullptr)
		return nullptr;
	return &p->data;
}
template<typename T>
T* AnyCast(Any* any)
{
	auto p = dynamic_cast<Any::AnyHelper<std::decay_t<T>>*>(any->data);
	if (p == nullptr)
		return nullptr;
	return &p->data;
}


*/


///
class _any {
public:
 
	class _AnyHelperBase
	{
	public:
		virtual const std::type_info& Type()const = 0; // { return typeid(nullptr); }
		virtual _AnyHelperBase* Clone() const = 0; //{ return nullptr; }
		virtual bool Equal(const _any& r)const = 0; // { return false; }
		virtual void* GetDataPointer()const = 0; // return null; }
	};

	template<typename T>
	class _AnyHelper :public _AnyHelperBase
	{
	public:
		/// <summary>
		/// 用数组来保存T类型数据,如果是单个T类型数据,数据就是 _data[0],
		/// 否则是 _data.GetDataPointer(),如字符串。
		/// </summary>
		lf::_Array<T> _data;
	public: //-------------------------------构造
		_AnyHelper(const T* pt, const size_t& nCount) {
			_data.SetBuffer(nCount + 1);
			_data.Add(pt, nCount);
			_data.ZeroBufferAll();
		}

		/// <summary>
		/// 拷贝构造
		/// </summary>
		/// <param name="r"></param>
		_AnyHelper(const _AnyHelper& r) {
			_data = r._data;
		}

	public: //-----------------------------------重写
		virtual const std::type_info& Type()const override
		{
			return typeid(T);
		}

		/// <summary>
		/// 返回一个新的对象指针
		/// </summary>
		/// <returns></returns>
		virtual _AnyHelper* Clone()const override
		{
			return new _AnyHelper(*this);
		}



		/// <summary>
		/// 原则:
		///		相同数据才判断是否相等
		/// 
		/// </summary>
		/// <param name="r"></param>
		/// <returns></returns>
		/// 创建时间: 2024-11-23      最后一次修改时间:2024-11-23
		virtual bool Equal(const _any& r)const override{
			if (Type() == r._pData->Type()) { 
				return  _data == ((_AnyHelper<T>*)r._pData)->_data;
			} 
			return false;
		}

		virtual void* GetDataPointer()const override {
			if (_data.size() == 0)
				return nullptr;
			else if (_data.size() == 1)
				return &_data[0];
			else
				return _data.DataPointer();
		}

	public: //-----------------------------------------运算符重载
		 
	};

public: //-------------------------------------------------_any
	_AnyHelperBase* _pData;   
public:
	
	_any() :_pData(nullptr) {};



	/// <summary>
	/// 传递的是数组
	/// </summary>
	/// <typeparam name="T"></typeparam>
	/// <typeparam name="n"></typeparam>
	/// <param name="arr"></param>
	/// 创建时间: 2024-11-23      最后一次修改时间:2024-11-23
	template<typename T, std::size_t n>
	_any(T(&arr)[n]) : _pData(new _AnyHelper<std::decay_t<T>>(arr,n))
	{              
		
	}


	template<class T>
	_any(const T& tValue) :_pData(new _AnyHelper<std::decay_t<T>>(&tValue,1)) {
 
	}

	_any(const _any& other) : _pData(other._pData->Clone()) {
	
	}

	~_any() {
		if (_pData != 0)
			delete _pData;	 
	}

	//-------------------------------------运算符重载
	bool operator==(const _any& r)const {
				 
		return _pData->Equal(r);
 
	}


	void* GetDataPointer()const {
		return _pData->GetDataPointer();
	}

	template<class T>
	const T& ConvertTo() const {
 
		const T* pt = (T*)_pData->GetDataPointer();

		return *pt;
	}
};


///
  

///
__STD_END_
///

下面是例子:

cpp 复制代码
int main() {      	  
	 
	std::list<int> li = { 1,3,4,5,6,7,8,9 };

	std::vector<_any> li_any = { "焚心妖莲",1,2,15, _t("逆天邪神"),li ,3.14 };

	_any ali = li;

	auto li2 = ali.ConvertTo<std::list<int>>();

	_pn(li2);  


	auto f = std::find(li_any.begin(), li_any.end(), li);

	if (f != li_any.end())
		std::cout << (*f)._pData->Type().name() << "\n";

	 
	f = std::find(li_any.begin(), li_any.end(), 3.14);

	if (f != li_any.end())
		std::cout << (*f)._pData->Type().name() << "\n";

 
    return 0;
	 
}

输出结果:

注意:下一步,如何设计 _any类的运算符的 == > < ,因为要

把_any中用在集合中,或其他std容器中,可以查找,比较。

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