C++ 具有任意类型值的关联数组

Question

在 C++ 中为每个键创建具有任意值类型的关联数组的最佳方法是什么？

目前我的计划是创建一个“值”类，其中包含我期望类型的成员变量。 例如：

class Value {

    int iValue;
    Value(int v) { iValue = v; }

    std::string sValue;
    Value(std::string v) { sValue = v; }

    SomeClass *cValue;
    Value(SomeClass *v) { cValue = c; }

};

std::map<std::string, Value> table;

这样做的一个缺点是您在访问“值”时必须知道类型。 即：

table["something"] = Value(5);
SomeClass *s = table["something"].cValue;  // broken pointer

同样，Value 中放入的类型越多，数组就会变得越臃肿。

还有更好的建议吗？

Answer 1

boost::variant 似乎正是您正在寻找的。

Answer 2

你的方法基本上是朝着正确的方向。 您将必须知道您输入的类型。 您可以使用 boost::any 并且您可以将几乎任何内容放入地图中，只要您知道放入的内容：

std::map<std::string, boost::any> table;
table["hello"] = 10;
std::cout << boost::any_cast<int>(table["hello"]); // outputs 10

一些答案建议使用 boost::变体来解决这个问题。 但它不会让您在地图中存储任意类型的值（就像您想要的那样）。 您必须事先知道可能的类型集。 鉴于此，您可以更轻松地执行上述操作：

typedef boost::variant<int, std::string, void*> variant_type;
std::map<std::string, variant_type> table;
table["hello"] = 10;
// outputs 10. we don't have to know the type last assigned to the variant
// but the variant keeps track of it internally.
std::cout << table["hello"];

这是有效的，因为 boost::variant 为此目的重载了 operator<< 。 重要的是要理解，如果您想保存变体中当前包含的内容，您仍然必须知道类型，就像在 boost::any 情况中一样：

typedef boost::variant<int, std::string, void*> variant_type;
std::map<std::string, variant_type> table;
table["hello"] = "bar";
std::string value = boost::get<std::string>(table["hello"]);

变体的赋值顺序是代码控制流的运行时属性，但任何变量使用的类型是在编译时确定的。 因此，如果你想从变体中获取值，你必须知道它的类型。 另一种方法是使用访问，如变体文档所述。 它之所以有效，是因为变体存储了一个代码，告诉它最后分配给它的是哪种类型。 基于此，它在运行时决定使用哪个访问者重载。 boost::variant 相当大，并且不完全符合标准，而 boost::any 符合标准，但即使对于小型类型也使用动态内存（因此速度较慢。variant可以将堆栈用于小型类型）。 所以你必须权衡你所使用的东西。

如果您确实想将对象放入其中，而这些对象仅在执行某些操作的方式上有所不同，那么多态性是更好的方法。 您可以拥有一个从中派生的基类：

std::map< std::string, boost::shared_ptr<Base> > table;
table["hello"] = boost::shared_ptr<Base>(new Apple(...));
table["hello"]->print();

这基本上需要此类布局：

class Base {
public:
    virtual ~Base() { }
    // derived classes implement this:
    virtual void print() = 0;
};

class Apple : public Base {
public:
    virtual void print() {
        // print us out.
    }
};

boost::shared_ptr 是所谓的智能指针。 如果您将对象从地图中删除并且没有其他对象再引用它们，它将自动删除它们。 理论上，您也可以使用普通指针，但使用智能指针将大大提高安全性。 阅读我链接到的shared_ptr 手册。

Answer 3

使用 IntValue、StringValue 等对 Value 进行子类化。

Answer 4

您可以使用 std::map 的联合吗？

Boost::variant 提供无类型变量。

或者，您可以将所有值数据成员设为私有，并提供在未设置时返回错误（或抛出）的访问器。

Answer 5

一种直接的优化是使用union，因为您始终只有一个值作为键。

更完整的解决方案是将一些运行时类型信息封装到接口中。 主要是“这是什么类型？” 和“如何比较价值观是否平等？” 然后使用它的实现作为关键。