在C++中，如何使用单例来确保每个类都有唯一的整数ID？

Question

我有很多 C++ 课程。

我希望每个类都具有以下内容：

static int unique_id;

同一类的所有实例都应具有相同的 unique_id；不同的类应该有不同的 unique_id。

最简单的方法似乎是通过类线程化单例。

但是，我不知道静态类成员/在 main 之前发生的事情何时被调用。

(1) 如果你有一个不涉及使用单例的解决方案，那也很好

(2) 如果你有一个给我一个 : 的解决方案，

int unique_id(); 

那也很好。

谢谢！

Answer 1

拥有一个在每次创建时递增其 ID 的类。然后将该类用作每个应该具有 ID 的对象中的静态字段。

class ID
{
    int id;
public:
    ID() {
        static int counter = 0;
        id = counter++;
    }

    int get_id() {  return id; }
};

class MyClass
{
    static ID id;
public:
    static int get_id() 
    {
        return id.get_id();
    }
};

Answer 2

基于 Kornel 的解决方案：

class id_impl {
  private:
    id_impl() {}
    static int get_next_id()
    {
      static int counter = 0;
      return ++counter;
    }
    template< class T >
    friend class id_base;
};

template< class T >
class id_base : private id_impl
{
  public:
    static int get_id() { return id; }
  private:
    static int id;
};

template< class T >
int id_base<T>::id id = get_next_id();

像这样使用它：

class my_class : public id_base<my_class> {
  // ...
};

Answer 3

实际上这与 RTTI 非常相似。为了实现 (2)，可以利用 C++ 的内置 RTTI。对*this调用typeid，并将typeinfo的地址作为唯一ID。

缺点：a）ID 不固定（重新编译会改变它们），b）信息仅在给定类实例的情况下可用，c）它很难看。

你为什么想要这个？

Answer 4

C++ 已内置此功能。

您可以使用 typeid 运算符返回 type_info 类。 type_info:name() 将返回类的（唯一）名称。

Answer 5

首先，为什么？无论如何，您都可以轻松地手动设置 ID：

template <int id>
struct base { enum { unique_id = id }; };

class foo: public base<5> { ... };
class bar: public base<10> { ... };

然后

foo x;
bar y;
assert(x.unique_id == 5);
assert(y.unique_id == 10);

，当然，您必须手动跟踪每个类的 ID；此时，我会问原来的问题：为什么？

Answer 6

我最近发现了 sbi 的版本 Kornel 的解决方案非常有用。感谢你们两位提供的答案。然而，我想进一步扩展该解决方案，以便可以轻松创建多种类型的 ID，而无需为每种新类型创建单独的 id_impl 和 id_base 类对。

为此，我对 id_impl 类进行了模板化，并向 id_base 添加了另一个参数。结果封装在一个头文件中，该头文件包含在想要添加新 ID 类型的任何位置：

//idtemplates.h

template< class T >
class GeneralID 
{
  private:
    GeneralID() {}
    static int GetNextID()
    {
      static int counter = 0;
      return ++counter;
    }
    template< class T, class U >
    friend class GeneralIDbase;
};

template< class T, class U >
class GeneralIDbase : private GeneralID < T >
{
  public:
    static int GetID() { return ID; }
  private:
    static int ID;
};

template< class T, class U >
int GeneralIDbase<T, U>::ID = GetNextID();

对于我的应用程序，我希望几个抽象基类具有与其关联的 ID 类型。因此，对于 GeneralIDbase 模板的每个实例，指定的类型为：所声明的派生类的抽象基类，以及所声明的派生类。

以下 main.cpp 是一个示例：

//main.cpp    

#include<iostream>
#include<idtemplates.h>

using namespace std;

class MyBaseClassA {};
class MyBaseClassB {};

class MyClassA1 :public MyBaseClassA, public GeneralIDbase<MyBaseClassA, MyClassA1> {};
class MyClassA2 :public MyBaseClassA, public GeneralIDbase<MyBaseClassA, MyClassA2> {};
class MyClassB1 :public MyBaseClassB, public GeneralIDbase<MyBaseClassB, MyClassB1> {};
class MyClassB2 :public MyBaseClassB, public GeneralIDbase<MyBaseClassB, MyClassB2> {};

    int main()
{
    MyClassA1 objA1;
    MyClassA2 objA2;

    cout << "objA1.GetID() = "  << objA1.GetID() << endl;
    cout << "objA2.GetID() = "  << objA2.GetID() << endl;

    MyClassB1 objB1;
    MyClassB2 objB2;

    cout << "objB1.GetID() = "  << objB1.GetID() << endl;
    cout << "objB2.GetID() = "  << objB2.GetID() << endl;

    cin.get();
    return 0;
}

这段代码的输出是

/*
objA1.GetID() = 1 
objA2.GetID() = 2 
objB1.GetID() = 1 
objB2.GetID() = 2 
*/

我希望这有帮助！如有任何问题，请告诉我。