調用模板化成員函數與模板化全局函數在通用工廠中創建對象

Question

在線搜索了工廠模式的不同方法後，我實現了自己的版本，對此我非常滿意。 Register成員函數爲模板類型創建一個函數指針，將其存儲在使用索引作爲鍵的std :: map中。這下面的代碼編譯和運行沒有麻煩（Windows 7 64位Code :: Blocks 10.05與GCC）。

#ifndef OBJECT_FACTORY_HPP 
#define OBJECT_FACTORY_HPP 

#include <map> 

namespace internal { 
    template<typename BaseType, typename ObjectType> 
    BaseType* CreateFunction() { 
     return new ObjectType; 
    } 
} 

template<typename BaseType, typename IndexType> 
class ObjectFactory { 
    public: 
     ObjectFactory(); 

     template<typename ObjectType> 
     bool Register(const IndexType& index); 

     bool Unregister(const IndexType& index); 

     BaseType* Create(const IndexType& index); 

    private: 
     typedef BaseType* (*creationCallback)(); 
     typedef std::map<IndexType, creationCallback> Registry; 
     Registry registry; 

// private: 
//  template<typename ObjectType> 
//  BaseType* CreateFunction(); 
}; 

template<typename BaseType, typename IndexType> 
ObjectFactory<BaseType, IndexType>::ObjectFactory() { 
    registry.clear(); 
} 

template<typename BaseType, typename IndexType> 
template<typename ObjectType> 
bool ObjectFactory<BaseType, IndexType>::Register(const IndexType& index) { 
    if (registry.find(index) != registry.end()) 
     return false; 

    registry[index] = &internal::CreateFunction<BaseType, ObjectType>; 
    // registry[index] = &CreateFunction<ObjectType>; <-- FAILS! 
    return true; 
} 

template<typename BaseType, typename IndexType> 
bool ObjectFactory<BaseType, IndexType>::Unregister(const IndexType& type) { 
    if (registry.find(type) == registry.end()) 
     return false; 

    return (registry.erase(type) == 1); 
} 

template<typename BaseType, typename IndexType> 
BaseType* ObjectFactory<BaseType, IndexType>::Create(const IndexType& index) { 
    if (registry.find(index) == registry.end()) 
     return NULL; 

    return registry[index](); 
} 

//template<typename BaseType, typename IndexType> 
//template<typename ObjectType> 
//BaseType* ObjectFactory<BaseType, IndexType>::CreateFunction() { 
// return new ObjectType(); 
//} 

#endif 

我原來的做法是有CreateFunction作爲私有成員從用戶隱藏（看註釋的部分，請注意非成員函數有一個額外的模板參數）。然而，這種失敗與以下錯誤消息，都指向哪裏函數指針存儲在註冊成員函數行：

In member function 'bool ObjectFactory<BaseType, IndexType>::Register(const IndexType&) [with ObjectType = Triangle, BaseType = Shape, IndexType = std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >]':| 
instantiated from here 
error: no matches converting function 'CreateFunction' to type 'class Shape* (*)()'| 
error: candidates are: template<class ObjectType> BaseType* ObjectFactory::CreateFunction() [with ObjectType = ObjectType, BaseType = Shape, IndexType = std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >]| 

我寫了一個小測試客戶端來進行測試：

#include "ObjectFactory.hpp" 
#include <iostream> 

class Shape { 
    public: 
     Shape() {} 
     virtual void print() { std::cout << "At heart, I'm a shape"; } 
}; 

class Triangle : public Shape { 
    public: 
     Triangle() {} 
     void print() { Shape::print(); std::cout << ", but I'm truly a triangle" << std::endl; } 
}; 

int main(int argc, char* argv[]) { 
    ObjectFactory<Shape, std::string> objectFactory; 

    objectFactory.Register<Triangle>("triangle"); 

    Shape* triangle = objectFactory.Create("triangle"); 
    triangle->print(); 

    delete triangle; 

    return 0; 
} 

這甚至可能嗎？我覺得它應該是，我明白，我不知何故調用不正確的成員函數，但我不明白爲什麼。在相關說明中，由於有人可能會提及它，因此我計劃使用* boost :: shared_ptr *作爲分配，而不是簡單的new運算符;）有關實現的任何其他建議或建議也值得歡迎。

Answer 1

的創建功能應該是一個靜態成員：

template<typename ObjectType> static BaseType* CreateFunction(); 

（上面的代碼，而不static，被註釋的在你的例子）。

現在你的其他註釋掉的代碼是有效的：

registry[index] = &CreateFunction<ObjectType>; 

---

編輯：澄清一些困惑：

這裏的問題主要是在語法。模板和private在這裏並不重要，所以讓我們簡化的情況：

struct ObjectFactory { 
    void CreateFunction() {std::cout << "message";} 
    void AnotherFunction() 
    { 
     ... = &CreateFunction; // what's that? 
    } 
}; 

如果CreateFunction是一個非靜態成員函數，語法&CreateFunction是不正確;我想gcc就是這麼抱怨的。然而，讓事情變得更糟，MS Visual Studio會嘗試通過內部「修正」語法&ObjectFactory::CreateFunction來「幫助」你並嘗試使用它;但它失敗並帶有難以理解的錯誤信息（事實上，你有更多的模板會加劇它們）。

我不確定Visual Studio部分（我記得幾年前，MSVC 6有這樣的麻煩; Visual Studio的新版本沒有這個問題）。

Answer 2

從我們的文件中，我們匿名我們的命名空間：

// namespace internal { 
    namespace   { 
    template<typename BaseType, typename ObjectType> 
    BaseType* CreateFunction() { ... } 
} 

原先寫入的非靜態函數現在可以叫做，沒有命名空間限定：

// registry[index] = &internal::CreateFunction<ObjectType>; 
    registry[index] =   &CreateFunction<ObjectType>; 

文件-scoped CreateFunction函數在翻譯單元以外的代碼中是不可見的，僅在類ObjectFactory中被調用。

這對於問題中提出的CreateFunction（來自ObjectFactory內）的private訪問說明符非常接近。