c++ - 访客模式。 void* 是完全抽象接口(interface)可接受的返回类型吗？

Question

我有一个 AST，以通常的方式表示(抽象类型的节点树)。我有几个遍历这棵树的用例(一个优化器，它返回另一个 AST；IR 代码生成，它返回一个 llvm::Value*; 和一个调试分析器，它简单地输出到 stdout 并返回什么都没有)。

访问者感觉去这里是正确的方式，但是访问者的每个用例的不同返回类型使得很难看出如何为此实现接口(interface)。我考虑过这个:

class Visitor;

class ASTNode {
public:
  virtual void accept(Visitor *visitor);
};

class Visitor {
public:
  virtual void visit(CallNode *node) = 0;
  virtual void visit(BinExprNode *node) = 0;
  // etc
};

由于缺少返回值，每个 Visitor 实现都需要建立内部状态并提供具有合适返回类型的 result() 方法。然而，这很复杂，因为每次调用 visit() 都需要围绕被访问的表达式提供一些上下文(即单独调用，或者它是否被用作二进制表达式的一部分？)。这使得二进制表达式代码生成之类的事情变得棘手，以收集访问操作数节点的返回值(我可以使用内部临时状态变量或类似的东西来做到这一点，但它感觉过度设计)并且难以推理(状态不断变化)。

class OptimizingVisitor : public Visitor {
  ASTNode *m_result;
public:
  ASTNode *result() {
    return m_result;
  }

  void setResult(ASTNode *node) {
    m_result = node;
  }

  void visit(CallNode *node) {
    node->left()->accept(this);
    ASTNode *optimizedL = result();
    node->right()->accept(this);
    ASTNode *optimizedR = result();
    setResult(new CallNode(optimizedL, optimizedR));
  }

  // ... snip ...
};

我可以通过为每个节点传递一个新的访问者来使它变得更加复杂，以避免“状态不断变化”的问题。感觉这个问题需要一个更实用的解决方案。

真的，我想把上面的写得更简单、更容易阅读:

class OptimizingVisitor : public Visitor {
public:
  ASTNode* visit(CallNode *node) {
    ASTNode *optimizedL = node->left()->accept(this);
    ASTNode *optimizedR = node->right()->accept(this);
    return new CallNode(optimizedL, optimizedR);
  }

  // ... snip ...
};

当然，现在我已经更改了返回类型，所以它不适合我的访客契约(Contract)。远非为访问者的每个可能实现定义完全独立的接口(interface)并使 AST 知道这些访问者类型，似乎唯一真正合乎逻辑的使用是 void*。这种 API 是否保证使用 void*？有更好的方法吗？

Answer 1

如果我做对了，我可能会有一些有用的东西。在 https://gist.github.com/d11wtq/9575063 引用您的 sample , 你不能有

class ASTNode {
public:
   template <class T>
   virtual T accept(Visitor<T> *visitor);
};

因为没有模板虚函数。但是，您可能有一个通用类

template <class D, class T>
struct host {
   virtual T accept(Visitor<T> * visitor);
   // I guess, { return visitor->visit(static_cast <D*>(this)); }
};

和一个集合

template <class D, class... T>
struct hosts : host <D, T>... { };

因此，当可能的返回类型集有限时，您可以说例如

class ASTNode : public hosts <ASTNode, T1, T2, T3> {
public:
   // ...
};

现在您有三个不同的返回类型 T1、T2、T3 的访问者合约。