我试图将以下 Haskell 代码翻译成 C++:

data List t = Nil | Cons t (List t)

将代数数据类型直接转换为无状态访问者模式会产生以下 Java 代码

interface List<T> {
  <R> R accept(ListVisitor<T,R> v);
}

interface ListVisitor<T,R> {
  R visitNil();
  R visitCons(T head, List<T> tail);
}

class Nil<T> implements List<T> {
  @Override
  public <R> R accept(ListVisitor<T,R> v) {
    return v.visitNil();
  }
}

class Cons<T> implements List<T> {
  public final T head;
  public final List<T> tail;
  public Cons(T head, List<T> tail) {
    this.head = head;
    this.tail = tail;
  }
  @Override
  public <R> R accept(ListVisitor<T,R> v) {
    return v.visitCons(head, tail);
  }
}

以下是我目前的 C++ 代码:

template<class T> class List;

template<class T, class R> class ListVisitor {
  virtual R visitNil() = 0;
  virtual R visitCons(T head, List<T> tail) = 0;
};

template<class T> class List {
  template<class R> virtual R accept(ListVisitor<T,R> v) = 0;
};

请注意，Java 版本使用了一个虚拟泛型函数accept。当我将它翻译成 C++ 时，我得到了一个 虚拟模板 函数，这是 C++ 所不允许的。

除了使 accept 返回 void 并要求访问者是有状态的之外，是否有其他解决方案？

更新: 根据要求，这里有一些如何使用接口(interface)的示例(模智能指针和可能的编译错误):

template<class T> struct LengthVisitor : ListVisitor<T, int> {
  bool visitNil() { return 0; }
  bool visitCons(const T&, const List<T> &tail) { return 1 + tail.accept(*this); }
};

template<class T> struct ConcatVisitor : ListVisitor<T, const List<T> *> {
  const List<T> *right;
  ConcatVisitor(const List<T> *right) : right(right) {} 
  List<T> * visitNil() { return right; }
  List<T> * visitCons(const T &head, const List<T> & tail) {
    return new Cons(head, tail.accept(*this));
  }
};

另一个例子，一个高级函数 fold，在 Java 中，可以在这里找到:http://hpaste.org/54650

最佳答案

这当然可以改进(例如，使用智能指针获取尾部所有权)，但基本思想:

template <typename T>
struct cons_list {
     T head;
     cons_list<T>* tail;

     explicit cons_list(T head, cons_list *tail = nullptr)
         : head(head), tail(tail) {}

     template <template<typename> class Visitor>
     typename Visitor<T>::return_type accept(const Visitor<T>& visitor) {
          return visitor.visit(head, tail);
     }
};

template <typename T>
struct some_visitor {
     typedef void return_type;

     return_type visit(T head, cons_list<T>* tail) const {
          std::cout << head << '\n';
          if (tail != nullptr) tail->accept(*this);
     }
};

Demo .不需要虚拟分派(dispatch)和类层次结构。 nullptr 是 C++11，但它在 03 上应该可以正常工作。

将 accept 作为自由函数实现，而不是将空指针用作 nil 节点可能是一个更好的主意，但正如我所说，这是基本的事情。

注意:这或多或少是boost::static_visitor背后的想法.

完整的 C++11 Boost.Variant 版本(需要模板别名)。未测试，因为我附近没有 g++ 4.7。

struct nil_node {};
template <typename T> cons_node;

template <typename T>
using cons_list = boost::make_recursive_variant<
     nil_node, cons_node<T>
>::type;

template <typename T>
struct cons_node {
     T head;
     cons_list<T> tail;

     explicit cons_node(T head, const cons_list<T>& tail)
         : head(head), tail(tail)
     {}
};

template <typename T>
struct some_visitor : boost::static_visitor<T> {
     void operator()(nil_node&) {}
     void operator()(cons_node<T>& node) {
         std::cout << node.head << '\n';
         boost::apply_visitor(node.tail, *this);
     }
};

int main() {
    cons_node<int> x(1, cons_node<int>(2, cons_node<int>(3, nil_node())));
    boost::apply_visitor(some_visitor<int>(), x);
};

关于c++ - C++ 中是否可以使用无状态访问者模式？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/8313604/