C++ C++；代数数据类型的等价物？

假设我有一个Haskell代码：

数据刚体=刚体矢量3矢量3浮动形状--位置、速度、质量和形状
数据形状=浮球-半径
|凸多边形[三角形]

< C++中最好的表达方式是什么？

struct Rigid_body {
    glm::vec3 position;
    glm::vec3 velocity;
    float mass;
    *???* shape;
};

---

我要问的是，当结构可以是两种类型中的一种时，如何在结构内部表示形状。

您需要创建一个基类

shape

。从这里，您可以创建实际的形状类，

Ball

和

ConvexPolygon

。您需要确保

Ball

和

ConvexPolygon

是基类的子类

class Shape {
    // Whatever commonalities you have between the two shapes, could be none.
};

class Ball: public Shape {
    // Whatever you need in your Ball class
};

class ConvexPolygon: public Shape {
    // Whatever you need in your ConvexPolygon class
};

现在，你可以做一个这样的广义对象

struct Rigid_body {
    glm::vec3 position;
    glm::vec3 velocity;
    float mass;
    Shape *shape;
};

---

当您实际初始化

shape

变量时，可以使用

Ball

或

ConvexPolygon

类初始化它。你可以继续按你想要的形状制作很多形状。

< P>有不同的方法可以用来解决C++中的问题。 纯OO方法是定义一个接口

Shape

，并将两个不同的选项作为实现该接口的派生类型。然后，

刚体

将包含指向

形状

的指针，该形状将被设置为指向球或凸多边形。赞成：人们喜欢OO（不确定这是不是一个真正的赞成：）），它很容易扩展（你可以在以后添加更多的形状而不改变类型）。缺点：您应该为

形状定义一个合适的接口，它需要动态分配内存

抛开OO不谈，您可以使用
boost:：variant
或类似的类型，这基本上是一个标记的联合，它将保存其中一个类型。Pro：没有动态分配，形状是对象的局部形状。Con：不是纯粹的OO（人们喜欢OO，你记得吗？），不容易扩展，不能一般使用< /p> < p>的形状。C++中的规范方式是Justin Wood回答中的基于继承的解决方案。通常，您赋予
形状
各种
形状

<>但是，C++也有<代码>联合< /COD>类型。您可以改为执行“标记的联合”：

您可以使用
标记
成员说明
形状
是
球
还是
正方形
或其他任何形状。您可以在
标签上
切换
，
成员等等

这样做的缺点是
形状
比
球
和
正方形
和其他形状的最大值大一个
int
；OCaml和诸如此类的东西中的对象没有这个问题

您使用哪种技术取决于您如何使用
形状。
要在这里引入另一种可能性，您还可以使用
boost:：variant
，它将作为
std:：variant
添加到C++17中的标准库中：

struct Ball { float radius; };
struct ConvexPolygon { Triangle t; }

using Shape = boost::variant<Ball, ConvexPolygon>;

struct Ball{float radius；}；
结构凸多边形{三角形t；}
使用Shape=boost:：variant；

这种方法的优点是：


类型安全，与标记的联合不同
可以保存复杂类型，而不是联合
与OO不同，不需要跨所有“子”类型的统一接口

一些缺点：


有时需要在访问变量时进行类型检查，以确认它是您希望的类型，这与OO不同
要求您使用boost，或与C++17兼容；对于一些编译器或一些普遍支持OO和联合的组织来说，这可能很困难
问题是什么？如何引用尚未定义的其他类型
形状
？如何创建一个类型
Shape
，它实际上是一组其他类型中的一种？所有这些？你可能想考虑一个不同的编程范例，把Haskell直接翻译成C++是很可能不会成功的……我想最简单的方法是结构的结合，但是我宁愿尝试为Haskell编写一个解析器而不是C++中的任何程序。“变体“键入C++使用的任何范式。请参阅我的编辑。@ USER 313395:从尊重方面来说，先学习C++然后解决这个问题是更好的。不要试图将Haskell翻译成C++，而不需要事先知道C++的习语。你可能想让代码> RigIDyBooS/<代码>有一个<代码>形状>代码>而不是<代码>形状>代码>，这样你就可以避免切片。它已经被固定了。C++中的联合类型是有限的，在C++ 11中使用起来很难。如果union中的任何元素不是POD类型，则需要添加自己的构造函数、复制构造函数、赋值并手动管理对象的生存期。这就是
boost:：variant
为您解决的问题。@DavidRodríguez dribeas:是的。我无法想象为什么一个
球
或
正方形
不是豆荚。好吧，在哈斯克尔代码中，它不是
正方形
，而是
凸多边形
，它可能具有可变数量的vertices@DavidRodríguez dribeas:我明白了。@Nathan:是的，你可以用一堆
dynamic_cast
s来代替。但是，我不知道如何对对象的动态类型进行
切换。我并不真正关心一般性地使用它。我不想强迫我的
刚体的创建者手动分配内存。我宁可为刚体做两个构造函数，也可以构造形状本身。@ USE313395: C++中的构造函数不是Haskell中的构造函数。内存分配是你最终要做的事情，如果你正在做C++，这不是一个可怕的负担，用户（你的C++的构造函数RigIDBOSS/CODE）可以采用<代码>形状>代码>。
struct Ball { float radius; };
struct ConvexPolygon { Triangle t; }

using Shape = boost::variant<Ball, ConvexPolygon>;