2310C++构造对象

原文

本文展示一个构造对象方式,用户无需显式调用构造器.对有参构造器类,该实现在构造改对象时传递默认值来构造.
当然用户也可指定(绑定)某个参数的值.实现思路参考boost-ext/di的实现.看下示例:

构 成员{
    整 x=10;
};
构 成员1{
    整 x=11;
};
类 例子1{
公:
    例子1(成员 x,成员1 x1){
        输出<<x.x<<行尾;//10
        输出<<x1.x<<行尾;//11
    }
};
整 主(){
    动 e1=远前::对象创建者<>().元 创建<例子1>();
}

示例比较简单,构造一个对象创建者对象,并调用他的创建来创建一个例子1的对象,因为使用对象创建者来构造,所以不需要传递参数,它会自动构造.

好处是,构造对象时,可无需考虑该对象构造器是几个参数或类型,想要增加参数时,无需修改代码,当然指定参数的话除外.
该用法也叫依赖注入.

构思主体实现

还蛮酷炫,看看如何做到的?先来说下主体想法,首先最重要的当然是对象创建者,该类如何知道要构造对象的构造器的参数类型是什么呢,知道参数类型才能构造一个参数传递,同时参数也同样需要对象创建者来构造,依次递归.

上边说到了有两个问题要解决,第一个就是如何识别构造器的参数类型,第二个是要构造构造器参数时,如果递归构造?

识别构造器参数类型

使用任何类型来识别构造器参数,简单示例:

构 任何类型{
    元<型名 T>
    符号 T(){
        中 T{};
    }
};
构 成员{};
构 例子{
    例子(成员 m,整){
    }
};
整 主(){
    例子(任何类型(),2);
    中 0;
}

调用任何类型()可匹配至任意类型,然后在构造例子时,编译器会去找相应类型来构造.大家可能发现我使用的是多个参数来举例任何类型,如果参数是单个任何类型会有冲突,因为拷贝构造器也是一个参数,所以编译器会识别冲突,该问题后边也要处理.

类 例子{
公:
    例子(成员 m){
        输出<<m.x<<行尾;
    }
};
整 主(){
    例子 e(任何类型{});
    中 0;
}
//--------以下报错
注意:候选人:'例子::例子(成员)'
|例子(成员 m){
|^~~~~~~
:注意:候选人:'常式 例子::例子(常 例子&)'
类 例子{

递归构造构造器的参数

因为构造器参数可能是个类对象,该对象的构造器参数又是其他类对象,识别类型后,继续调用函数来构造该对象,以此类推.

保存绑定参数

当然使用过程也不全部是使用默认构造,可能也需要传递指定参数与构造器参数绑定,但是构造器的参数类型又是多样的.

这里先用元组来保存,若识别出来的类型和保存数据类型是一致的,则不用构造而是直接传递该数据给构造器.

代码实现

开始写代码,肯定有个任何类型的类及对象创建者的类.对象创建者用来构造对象返回,会只用任何类型类来识别类型.

对象创建者

大概看下具体的实现:

元<型名...O>
类 对象创建者{
公:
    元<型名...T>
    显 对象创建者(T&&...o):依赖_(前向<T>(o)...){}
//...
私:
    元组<常 O&...>依赖_;
};

用元组保存要绑定参数时,要保存数据就得拷贝,这里为了避免拷贝,元组中类型是常左引用,但这样就得用户自己来维护要绑定参数的生命期.

O是要绑定参数类型,构造器中为了避免拷贝,用完美转发来实现.依赖_就是保存绑定参数的数据结构.

元<型名...O>
类 对象创建者{
//...
元<型名 T>T 创建(){
    如 常式((是相同<T,O>::值||...)){
        中 取<常 T&>(依赖_);
    }
    异 如 常式(是可默认构造值<T>){
        中 T{};
    }
    异 如 常式(是可构造<T,任何第一引用类型<对象创建者,T,远前无效,O...>>::值){
        中 T{任何第一引用类型<对象创建者,T,远前无效,O...>{本}};
    }
    异 如 常式(是可构造<T,任何第一类型<对象创建者,T,远前无效,O...>>::值){
        中 T{任何第一类型<对象创建者,T,远前无效,O...>{本}};
    }
    异{
        中 创建多参对象<T>(造引序<10>{});
    }
}
//...
};

这里就是创建函数了:
1,首先判断是不是已绑定了要创建的类对象,如果绑定了,则直接从元组中取出返回.
2,未绑定的话,再判断是否可构造默认构造(即可无参构造),可以的话返回空对象.
3,然后判断是不是参数构造器,参数这里分成了两种,是引用类型或非引用类型.因为,识别T和T&会引起冲突,所以分开处理.举例说明:

构 任何类型{
    元<型名 T>符号 T(){
        中 T{};
    }
    元<型名 T>符号 T&(){
        中 T{};
    }
};
类 例子{
公:
    例子(成员 m,整){
        输出<<m.x<<行尾;
    }
};
例子 e(任何类型{},7);
//报错如下:
错误:转换 从'任何类型'到'成员'是 歧义
例子 e(任何类型{},7);
^~~~~~~~~
候选:'任何类型::符号 T()[带 T=成员]'
符号 T(){
^~~~~~~~
注意:候选:'任何类型::符号 T&()[带 T=成员]'
符号 T&(){

4,最后是构造多参构造器,分开一个参数和多个参数的原因是,一个参数需要处理拷贝构造器及单参构造器冲突,按参数给创建多参对象函数传递了1~10的整数序列,表示目前最多只能支持10个参数的构造器.

继续看多参的构造:

元<型名 T,大小型...N>
T 创建多参对象(常 引序<N...>&){
    如 常式(是可构造值<T,在<任何引用类型<对象创建者,远前无效,O...>,N>...>){
        中 T{在<任何引用类型<对象创建者,远前无效,O...>,N>{本}...};
    }
    异{
        中 创建多参对象<T>(造引序<的大小...(N)-1>{});
    }
}

首先判断是否可由多个任何引用类型类型来构造,尽量,直接构造对象,否则,就减少参数个数来重新匹配.

任何类型

然后再观察如何编写任何类型,先看任何第一类型的情况.为了避免和拷贝构造器冲突,简单优化下:

构 任何第一类型{
    元<型名 T,型名=允许如型<!是相同值<源,T>>>
    常式 符号 T(){
        中 创建者_->元 创建<T>();
    }
 };

使用替失非错来先排除构造拷贝器,用任何第一类型识别参数类型时,需要按模版参数传递要构造的类给源,让T与源不一样,进而告诉编译器要调用的不是拷贝构造器而是其他函数.

创建者_就是对象创建者对象,构造参数递归调用创建函数.多参也是类似,只是不需要额外判断拷贝构造器.

还要注意,如果构造器类型是引用类型,在和绑定参数匹配时,会多一次拷贝,所以还要区分.

元<型名 创建者,型名 源,型名...O>
构 任何第一引用类型{
    元<型名 T,型名=允许如型<!是相同值<源,退化型<T>>>,
        型名=允许如型<(是相同<退化型<T>,O>::值||...)>>
    常式 符号 T&(){
        中 常转<T&>(创建者_->元 取依赖<T>());
    }
    元<型名 T,型名=允许如型<!是相同值<源,退化型<T>>>,
         型名=允许如型<(是相同<退化型<T>,O>::值||...)>>
    常式 符号 T&&(){
        中 静转<T&&>(常转<T&>(创建者_->元 取依赖<T>()));
    }
    创建者*创建者_=空针;
};

在和绑定参数匹配,且传递引用时,单独实现,直接返回,而不再调用创建者的创建函数,并且强制转化.多参类型识别也是类似.

源码在此