haskell — эквивалент C ++ алгебраического типа данных?

Question

haskell — эквивалент C ++ алгебраического типа данных?

Допустим, у меня есть этот код на Haskell:

data RigidBody = RigidBody Vector3 Vector3 Float Shape -- position, velocity, mass and shape
data Shape = Ball Float -- radius
| ConvexPolygon [Triangle]

Что было бы лучшим способом выразить это в C ++?

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

Я спрашиваю, как представить форму внутри структуры, когда она может быть одного из двух типов.

11

algebraic-data-types c++haskell

Решение

Другие решения

Чтобы добавить сюда еще одну возможность, вы также можете использовать boost::variant который добавляется в стандартную библиотеку в C ++ 17 как std::variant:

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

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

Преимущества этого подхода:

Тип безопасности, в отличие от теговых союзов
Может содержать сложные типы, в отличие от профсоюзов
Не требует единого интерфейса для всех «дочерних» типов, в отличие от ОО

Некоторые недостатки:

Иногда требуется, чтобы вы обращались к переменной при проверке типа, чтобы убедиться, что это именно тот тип, который вам нужен, в отличие от OO
Требует, чтобы вы использовали boost или были совместимы с C ++ 17; это может быть трудно с некоторыми компиляторами или некоторыми организациями, где OO и союзы поддерживаются повсеместно

5

Канонический способ сделать это в C ++ — это решение на основе наследования, приведенное в ответе Джастина Вуда. Канонически, вы наделяете Shape с виртуальными функциями, которые каждый вид Shape

Тем не менее, C ++ также имеет union типы. Вместо этого вы можете сделать «помеченные союзы»:

struct Ball { /* ... */ };
struct Square { /* ... */ };
struct Shape {
int tag;
union {
Ball b;
Square s;
/* ... */
}
};

Вы используете tag Член сказать, является ли Shape это Ball или Square или что-то еще. Вы можете switch на tag член и еще много чего.

Это имеет тот недостаток, что Shape это один int больше, чем самый большой из Ball а также Square и др; объекты в OCaml и еще много чего не имеют этой проблемы.

Какой метод вы используете, будет зависеть от того, как вы используете Shapes.

2

Вы хотите создать базовый класс Shape, Отсюда вы можете создавать свои классы фигур, Ball а также ConvexPolygon, Вы хотите убедиться, что Ball а также ConvexPolygon дети базового класса.

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
};

Теперь вы можете сделать обобщенный объект, как это

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

и когда вы на самом деле инициализировать ваш shape переменная, вы можете инициализировать его с помощью Ball или же ConvexPolygon учебный класс. Вы можете продолжать делать столько фигур, сколько захотите.

0

Источник

Accepted Answer

Существуют различные подходы, которые можно использовать для решения этой проблемы в C ++.

Чисто-ОО подход, вы бы определить интерфейс Shape и иметь две разные опции в качестве производных типов, реализующих этот интерфейс. Тогда RigidBody будет содержать указатель на Shape это будет установлено для ссылки либо Ball или ConvexPolygon, Pro: люди любят OO (не уверен, что это действительно профессионал :)), он легко расширяемый (вы можете добавить больше фигур позже, не меняя тип). Con: Вы должны определить правильный интерфейс для Shapeтребуется динамическое распределение памяти.

Отложив OO в сторону, вы можете использовать boost::variant или подобный тип, который в основном является теговым объединением, который будет содержать один из типов. Pro: нет динамических распределений, форма локальна для объекта. Con: не чисто OO (люди любят OO, вы помните, верно?), Не так легко расширить, не может использовать форму обобщенно

10