Resumindo o padrão do visitante (C ++)

Desvantagens de uma implementação típica

O artigo intencionalmente não fornece um exemplo de uma implementação típica do padrão de visitante em C ++.





Se você não estiver familiarizado com esse padrão, poderá se familiarizar com ele aqui .





Em suma, esse padrão é muito útil se você precisar percorrer uma coleção de ponteiros para uma classe base abstrata, aplicando algum tipo de operação a eles, dependendo do tipo que está oculto por trás da abstração.





Portanto, vamos direto para as deficiências que gostaríamos de eliminar.





  • ( ), . ( - , .)





  • , , . - visit ( , - ). - visit .





  • .





?

  • , - , dynamic_cast static_cast .





  • , .





  • .





.





Source:
template< class T >
struct AbstractVisitor
{
    virtual ~AbstractVisitor() = default;
    virtual void visit( T& ) = 0;
};
      
      







(: - visit , AbstractVisitor .. T , )





. .





TypeList AbstractVisitors. AbstractVisitors , .





Source:
template< class ... T >
struct TypeList
{

};

template< class T >
struct AbstractVisitor
{
    virtual ~AbstractVisitor() = default;
    virtual void visit( T& ) = 0;
};

template< class ...T >
struct AbstractVisitors;

template< class ... T >
struct AbstractVisitors< TypeList< T... > > : AbstractVisitor< T >...
{
};
      
      







.. , ( , ). Dispatcher.





Source:
template< class Functor, class ... T >
struct Dispatcher;

template< class Functor, class ... T >
struct Dispatcher< Functor, TypeList< T... > > : AbstractVisitors< TypeList< T... > >
{
    Dispatcher( Functor functor ) : functor( functor ) {}

    Functor functor;
};
      
      







- visit.





Resolver, . Dispatcher Resolver-.





, (CRTP) Dispatcher Resolver.





( CRTP ).





Source:
template< class Dispatcher, class T >
struct Resolver : AbstractVisitor< T >
{
    void visit( T& obj ) override 
    {
        static_cast< Dispatcher* >( this )->functor( obj );
    };
};

template< class Functor, class ... T >
struct Dispatcher< Functor, TypeList< T... > > : AbstractVisitors< TypeList< T... > >, Resolver< Dispatcher< Functor, TypeList< T... > >, T >...
{
    Dispatcher( Functor functor ) : functor( functor ) {}

    Functor functor;
};
      
      







.





Dispatcher. , Dispatcher , ?





, Resolver, Dispatcher .





, AbstractVisitor< T >.( .)





Source:
template< class ... T >
struct AbstractVisitors< TypeList< T... > > : virtual AbstractVisitor< T >...
{
};

template< class Dispatcher, class T >
struct Resolver : virtual AbstractVisitor< T >
{
    void visit( T& obj ) override 
    {
        static_cast< Dispatcher* >( this )->functor( obj );
    };
};
      
      







(AbstractObject) - (Object1, Object2), .





test test, .





:





Source:
struct Object1;
struct Object2;

using ObjectList = TypeList< Object1, Object2 >;

struct AbstractObject
{
    virtual void accept( AbstractVisitors< ObjectList >& visitor ) = 0; 
};

struct Object1 : AbstractObject
{
    void accept( AbstractVisitors< ObjectList >& visitor ) override 
    { 
        static_cast< AbstractVisitor< Object1 >& >( visitor ).visit( *this );  
    };
};

struct Object2 : AbstractObject
{
    void accept( AbstractVisitors< ObjectList >& visitor ) override 
    { 
        static_cast< AbstractVisitor< Object2 >& >( visitor ).visit( *this );
    };
};

void test( Object1& obj )
{
    std::cout << "1" << std::endl;
}

template< class T >
void test( T& obj )
{
    std::cout << "2" << std::endl;
}

int main()
{
    Object1 t1,t2,t3,t4;
    Object2 e1,e2,e3;

    std::vector< AbstractObject* > vector = { &t1, &e1, &t2, &t3, &e2, &e3, &t4 };
		
    auto l = []( auto& obj ){ test(obj); };
    Dispatcher<decltype(l), ObjectList> dispatcher;
  
    for( auto* obj : vector )
    {
        obj->accept( dispatcher );
    }
}
      
      







(: visitor.visit( *this )



, , .)





Dispatcher - , .





, - accept AbstractObject, Object1 Object2, .. , .





Dispatchable. C - accept - . Dispatcher.





DISPATCHED, - accept Object1 Object2.





Source:
template< class TypeList >
struct Dispatchable
{
    virtual ~Dispatchable() = default;
    virtual void accept( AbstractVisitors< TypeList >& ) = 0;

    template< class Functor >
    void dispatch( Functor functor )
    {
        static Dispatcher< decltype(functor), TypeList > dispatcher( functor );
        accept( dispatcher );
    };
};

#define DISPATCHED( TYPE, TYPE_LIST ) \
    void accept( AbstractVisitors< TYPE_LIST >& visitor ) override \
    { \
        static_cast< AbstractVisitor< TYPE >& >( visitor ).visit( *this );  \
    }
      
      











AbstractObject Dispatchable. Object1 Object2 DISPATCHED.





Source:

struct Object1;
struct Object2;

using ObjectList = TypeList< Object1, Object2 >;

struct AbstractObject : Dispatchable< ObjectList >
{
};

struct Object1 : AbstractObject
{
    DISPATCHED( Object1, ObjectList )
};

struct Object2 : AbstractObject
{
    DISPATCHED( Object2, ObjectList )
};

      
      







, - accept . .





:





Source:
void test( Object1& obj )
{
    std::cout << "1" << std::endl;
}

template< class T >
void test( T& obj )
{
    std::cout << "2" << std::endl;
}

int main()
{
    Object1 t1,t2,t3,t4;
    Object2 e1,e2,e3;

    std::vector< AbstractObject* > vector = { &t1, &e1, &t2, &t3, &e2, &e3, &t4 };

    for( auto* obj : vector )
    {
        obj->dispatch( []( auto& obj ) { test(obj); } );
    }
}
      
      











Output:

1





2





1





1





2





2





1





  • , , .





  • , .. .





  • Podemos aproveitar ao máximo os modelos de funções.





  • Ainda é possível usar a implementação usual do visitante, basta apenas fazer seu herdeiro de AbstractVisitors e passá-lo para a função de aceitação .









Quais são as desvantagens?





  • Indireção adicional, uma vez que Dispatcher contém um functor.









Link para o código no explorador do compilador.





Fonte completa:
#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <vector>

template< class ... T >
struct TypeList
{

};

template< class T >
struct AbstractVisitor
{
    virtual ~AbstractVisitor() = default;
    virtual void visit( T& ) = 0;
};

template< class ...T >
struct AbstractVisitors;

template< class ... T >
struct AbstractVisitors< TypeList< T... > > : virtual AbstractVisitor< T >...
{
};

template< class Dispatcher, class T >
struct Resolver : virtual AbstractVisitor< T >
{
    void visit( T& obj ) override 
    {
        static_cast< Dispatcher* >( this )->functor( obj );
    };
};

template< class Functor, class ... T >
struct Dispatcher;

template< class Functor, class ... T >
struct Dispatcher< Functor, TypeList< T... > > : AbstractVisitors< TypeList< T... > >, Resolver< Dispatcher< Functor, TypeList< T... > >, T >...
{
    Dispatcher( Functor functor ) : functor( functor ) {}

    Functor functor;
};

template< class TypeList >
struct Dispatchable
{
    virtual ~Dispatchable() = default;
    virtual void accept( AbstractVisitors< TypeList >& ) = 0;

    template< class Functor >
    void dispatch( Functor functor )
    {
        static Dispatcher< decltype(functor), TypeList > dispatcher( functor );
        accept( dispatcher );
    };
};

#define DISPATCHED( TYPE, TYPE_LIST ) \
    void accept( AbstractVisitors< TYPE_LIST >& visitor ) override \
    { \
        static_cast< AbstractVisitor< TYPE >& >( visitor ).visit( *this );  \
    }

struct Object1;
struct Object2;

using ObjectList = TypeList< Object1, Object2 >;

struct AbstractObject : Dispatchable< ObjectList >
{
};

struct Object1 : AbstractObject
{
    DISPATCHED( Object1, ObjectList )
};

struct Object2 : AbstractObject
{
    DISPATCHED( Object2, ObjectList )
};

void test( Object1& obj )
{
    std::cout << "1" << std::endl;
}

template< class T >
void test( T& obj )
{
    std::cout << "2" << std::endl;
}

int main()
{
    Object1 t1,t2,t3,t4;
    Object2 e1,e2,e3;

    std::vector< AbstractObject* > vector = { &t1, &e1, &t2, &t3, &e2, &e3, &t4 };

    for( auto* obj : vector )
    {
        obj->dispatch( []( auto& obj ) { test(obj); } );
    }
}
      
      














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