如何使C ++堆栈具有多个数据类型？

debugcn 发表于 Dev

堆栈追踪器

这是问题所在：

我目前正在尝试创建一个简单的基于堆栈的编程语言（反向波兰符号，FORTH风格）作为较大项目的组成部分。不过，我遇到了障碍。

在C ++中创建堆栈（使用std::vector<>）没有问题，该堆栈将包含一种类型的元素（例如，我可以使用语法std::vector<double> Stack）。

但是，一种编程语言需要能够保存多种数据类型，例如整型，双精度型，字符串和3D向量（例如在具有X，Y和Z分量的物理向量中），仅举一些简单的事情。

那么，在C ++中是否有一个我可以用作堆栈的结构，该堆栈可以存储多种原始类型/对象/结构？

乔恩·普迪（Jon Purdy）

当然，一种方法是使用带标签的联合：

enum Type { INTEGER, DOUBLE, /* ... */ };

union Data {
    uint64_t as_integer;
    double as_double;
    // ...
};

struct Value {
    Type type;
    Data data;
};

对于存储as_integer，as_double等会重叠，所以Value结构会占用存储的两个词，而你的筹码将有类型std::vector<Value>。然后，您data根据的值访问的成员type：

void sub(std::vector<Value>& stack) {
    // In reality you would probably factor this pattern into a function.
    auto b = stack.back();
    stack.pop_back();
    assert(b.type == INTEGER);

    auto a = stack.back();
    stack.pop_back();
    assert(a.type == INTEGER);

    Value result;
    result.type = INTEGER;
    result.data.as_integer = a.data.as_integer - b.data.as_integer;
    stack.push_back(result);
}

当然，Forths通常是无类型的，这意味着堆栈仅由单词（std::vector<uint64_t>）组成，并且对数据值的解释取决于对其进行操作的单词。在这种情况下，您可以reinterpret_cast在每个单词的实现中通过并集或适当的类型来输入双关语：

void subDouble(std::vector<Data>& stack) {
    // Note that this has no type safety guarantees anymore.
    double b = stack.back().as_double;
    stack.pop_back();

    double a = stack.back().as_double;
    stack.pop_back();

    Data result;
    result.as_double = a - b;
    stack.push_back(result);
}

void subDouble(std::vector<uint64_t>& stack) {
    double b = reinterpret_cast<double&>(stack.back());
    stack.pop_back();

    double a = reinterpret_cast<double&>(stack.back());
    stack.pop_back();

    double result = a - b;
    stack.push_back(reinterpret_cast<uint64_t&>(result));
}

或者，您可以不存储值，而可以存储指向类实例的指针，该类的Value其他值类型（例如Integer或Double可以从中得出）

struct Value {};
struct Integer : Value { uint64_t value; };
struct Double : Value { double value; };
// ...

您的堆栈的类型为std::vector<unique_ptr<Value>>或std::vector<Value*>。这样，您就不必担心值的大小不同，而以制作包装器结构并在运行时分配它们的实例为代价。

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编辑于2021-06-6

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