c++ - 将模板化类转换为更通用的特化

Question

我有一个模板化类，其模板参数是该类应保存的某些数据点的维数。这个类有一个专门的版本MyClass<-1>允许在编译时未知的维度。

如何将特定类(比如 MyClass<2>)转换为这种更通用的形式？

为了更具体一点，这里有一些人为的例子来说明这种情况。 (我使用 Eigen 库，但我想对于一般原则来说这应该无关紧要)

using namespace Eigen;

template <std::size_t dim>
class MyClass {
  public:
    // Some constructors...

    // A sample function:
    Matrix<double, dim, 1> returnPoint();

    // Some more functions here

  private:
    Matrix<double, dim, 1> point;
}

现在，假设我有以下代码段:

MyClass<2> *foo;
MyClass<Dynamic> *bar;  // Dynamic is a Eigen constant, being defined as -1

// Do something here

// How to do this:
bar = some_cast<MyClass<Dynamic> *>(foo);

考虑到这个问题，我想如果不实际复制 point 的值，我想要的是不可能存档的。任何人都可以证明我错了或证实这个假设？

Answer 1

可以在不实际复制值的情况下实现转换，但前提是您小心翼翼地使其工作。

当您使用两组不同的参数实例化一个类模板时，您会得到两个不相关的不同类。除非你特别定义一个从另一个继承，例如:

namespace with_inheritance {

template <class T, long sz>
class vector : public vector<T,-1> {
    typedef vector<T,-1> base_t;
public:
    vector() : base_t (sz) { }
};

template <class T>
class vector<T, -1> {
    T* v_;
    size_t sz_;
public:
    vector(size_t sz) : v_ (new T[sz]), sz_ (sz) { }
    ~vector() { delete [] v_; }
    T& operator[](size_t i)
    {
        if (i >= sz_) throw i;
        return v_[i];
    }
};

} // with_inheritance

所以在这种情况下，您可以按以下方式转换:

namespace wi = with_inheritance;
wi::vector<double, 10> v;
wi::vector<double, -1>* p = &v;
std::cout << (*p)[1] << '\n';

如果它们之间没有继承关系，将不允许进行转换。但是，您可以在需要时使用 reinterpret_cast 绕过类型系统。但是您必须非常小心，确保对象具有相同的布局和不变量，以确保一切正常。如:

namespace with_lots_of_care {

template <class T, long sz>
class vector {
    T* v_;
    size_t sz_;
public:
    vector() : v_ (new T[sz]), sz_ (sz) { }
    ~vector() { delete [] v_; }
    T& operator[](size_t i)
    {
        if (i >= sz_) throw i;
        return v_[i];
    }
};

template <class T>
class vector<T, -1> {
    T* v_;
    size_t sz_;
public:
    vector(size_t sz) : v_ (new T[sz]), sz_ (sz) { }
    ~vector() { delete [] v_; }
    T& operator[](size_t i)
    {
        if (i >= sz_) throw i;
        return v_[i];
    }
};

} // with_lots_of_care

然后转换为:

namespace wc = with_lots_of_care;
wc::vector<double, 10> v;
wc::vector<double, -1>* p = reinterpret_cast<wc::vector<double, -1>*>(&v);
std::cout << (*p)[1] << '\n';