Question

我正在为类模板寻找一个抽象工厂，其中类在静态初始化时自动注册。对于常规（非模板化）类，使用静态成员的解决方案非常简单。这是一个（相当简单）解决方案的例子，它可以很好地工作：

#include <cassert>
#include <iostream>

class Base {
 public:
  virtual size_t id() const = 0;
  virtual const char* name() const = 0;
  virtual ~Base() {}
};

typedef Base* (*CreateFunc)(void);

class SimpleFactory {
 private:
  static const size_t NELEM = 2;
  static size_t id_;
  static CreateFunc creators_[NELEM];

 public:
  static size_t registerFunc(CreateFunc creator) {
    assert(id_ < NELEM);
    assert(creator);
    creators_[id_] = creator;
    return id_++;
  }

  static Base* create(size_t id) { assert(id < NELEM); return (creators_[id])(); }
};

size_t SimpleFactory::id_ = 0;
CreateFunc SimpleFactory::creators_[NELEM];


class D1 : public Base {
 private:
  static Base* create() { return new D1; }
  static const size_t id_;

 public:
  size_t id() const { return id_; }
  const char* name() const { return "D1"; }
};

const size_t D1::id_ = SimpleFactory::registerFunc(&create);

class D2 : public Base {
 private:
  static Base* create() { return new D2; }
  static const size_t id_;

 public:
  size_t id() const { return id_; }
  const char* name() const { return "D2"; }
};

const size_t D2::id_ = SimpleFactory::registerFunc(&create);

int main() {
  Base* b1 = SimpleFactory::create(0);
  Base* b2 = SimpleFactory::create(1);
  std::cout << "b1 name: " << b1->name() << "\tid: " << b1->id() << "\n";
  std::cout << "b2 name: " << b2->name() << "\tid: " << b2->id() << "\n";
  delete b1;
  delete b2;
  return 0;
}

我的问题是当我想要注册/创建的东西更像是如何使它工作时：

template <typename T> class Base...
template <typename T> class D1 : public Base<T> ...

我能想到的最好的想法是模拟工厂，例如：

 template <typename T>
 class SimpleFactory {
 private:
  static const size_t NELEM = 2;
  static size_t id_;
  typedef Base<T>* Creator;
  static Creator creators_[NELEM];
...(the rest remains largely the same)

但我想知道是否有更好的方法，或者有人之前已经实施过这样的模式。

编辑：几年后重新审视这个问题（并使用可变参数模板），通过简单地“注册”函数，或者更确切地说类，作为工厂的模板参数，我可以更接近我想要的东西。它看起来像这样：

#include <cassert>

struct Base {};

struct A : public Base {
  A() { std::cout << "A" << std::endl; }
};

struct B : public Base {
  B() { std::cout << "B" << std::endl; }
};

struct C : public Base {
  C() { std::cout << "C" << std::endl; }
};

struct D : public Base {
  D() { std::cout << "D" << std::endl; }
};


namespace {
  template <class Head>
  std::unique_ptr<Base>
  createAux(unsigned id)
  {
    assert(id == 0);
    return std::make_unique<Head>();
  }

  template <class Head, class Second, class... Tail>
  std::unique_ptr<Base>
  createAux(unsigned id)
  {
    if (id == 0) {
      return std::make_unique<Head>();
    } else {
      return createAux<Second, Tail...>(id - 1);
    }
  }
}

template <class... Types>
class LetterFactory {
 public:
  std::unique_ptr<Base>
  create(unsigned id) const
  {
    static_assert(sizeof...(Types) > 0, "Need at least one type for factory");
    assert(id < sizeof...(Types));
    return createAux<Types...>(id);
  }
};

int main() {
  LetterFactory<A, B, C, D> fac;
  fac.create(3);
  return 0;
}

现在，这只是一个简单的原型，所以不要介意create（）的线性复杂性。然而，这种设计的主要缺点是它不允许任何构造函数参数。理想情况下，我不仅可以注册工厂需要创建的类，还可以注册每个类在其构造函数中使用的类型，并让create（）可变地获取它们。有没有人曾经做过这样的事情？

Answer 1

我在GameDev上发布了类似问题的答案，但解决方案不是编译时间。你可以在这里查看：
＆GT; https://gamedev.stackexchange.com/questions/17746/entity-component-systems-in-c-how-do-i-discover-types-and-construct-components/17759#17759

我认为甚至没有办法让这个编译时间。基类内部的“id”实际上只是RTTI的简化形式，根据定义是运行时。也许如果你把id作为模板参数...但这会使其他一些东西变得更加复杂。

Answer 2

做更简单的事情会减少并使你的意图明显。

int main() {
  RegisterConcreteTypeFoo();
  RegisterConcreteTypeBar();
  // do stuff...
  CleanupFactories();
  return 0;
}

当实际调用这些初始化函数（而不是在编译时）并且它们失败时，您将无法获得使调试更容易的所有非常简单的事情。就像堆栈跟踪一样。

在这种情况下，您还假设您不希望以不同方式初始化它们。例如，单独测试“自动注册”任何东西都过于复杂。

减少魔力=更容易，更便宜的维护。

如果这还不够，那么也存在技术问题。编译器喜欢从库中删除未使用的符号。可能有编译器特定的shenanigan绕过它，我不确定。希望它以一致的方式完成它，而不是在开发周期的中间没有明显的原因。

C ++中类模板的自动编译时工厂注册

2 个答案: