我們自己實(shí)現(xiàn)的閹割版 Any 類核心能力：用一個(gè)類存儲(chǔ)任意類型數(shù)據(jù)（int/自定義類/字符串等），底層依靠 抽象基類+模板子類 實(shí)現(xiàn)類型擦除。

模塊1：頭文件包含

#include <iostream>   // 輸入輸出
#include <typeinfo>   // 類型識(shí)別：typeid 運(yùn)算符核心依賴
#include <utility>    // 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) swap 函數(shù)
#include <cassert>    // 斷言：類型不匹配時(shí)報(bào)錯(cuò)

講解

這四個(gè)頭文件是實(shí)現(xiàn) Any 類的基礎(chǔ)：

• typeinfo：提供 typeid，用于類型安全校驗(yàn)；
• utility：提供 std::swap，實(shí)現(xiàn)高效交換；
• cassert：斷言，防止非法類型獲取數(shù)據(jù)，保證程序安全。

模塊2：內(nèi)部抽象基類holder（類型擦除核心接口）

class holder
{
public:
    virtual ~holder(){}  // 虛析構(gòu)函數(shù)
    virtual const std::type_info& type() =0; // 純虛函數(shù)：獲取類型
    virtual holder* clone()=0; // 純虛函數(shù)：克隆對(duì)象
};

講解

1. 定位：Any 類的私有內(nèi)部抽象類，對(duì)外完全隱藏；
2. 虛析構(gòu)：必須加！保證多態(tài)刪除子類對(duì)象時(shí)，析構(gòu)函數(shù)能被正確調(diào)用，防止內(nèi)存泄漏；
3. 純虛函數(shù)：
   • type()：返回存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的類型信息；
   • clone()：深拷貝對(duì)象，支持 Any 的拷貝/賦值；
4. 作用：定義統(tǒng)一接口，屏蔽具體類型差異，是類型擦除的基石。

模塊3：模板子類placeholder<T>（真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方）

template<class T>
class placeholder:public holder
{
public:
    placeholder(const T&val):_val(val){}
    virtual const std::type_info& type(){return typeid(T);}
    virtual holder* clone(){return new placeholder(_val);}
public:
    T _val; // 真實(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的變量
};

講解

1. 模板類：T 是任意類型（int/Test/string…），真正實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)任意數(shù)據(jù)；
2. 繼承 holder：滿足多態(tài)要求，對(duì)外統(tǒng)一表現(xiàn)為 holder 類型；
3. 構(gòu)造函數(shù)：初始化成員變量 _val，存入數(shù)據(jù)；
4. 重寫純虛函數(shù)：
   • type()：返回當(dāng)前模板類型 T 的信息；
   • clone()：創(chuàng)建自身副本，實(shí)現(xiàn)深拷貝；
5. 核心：_val 是真實(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置，外部完全不可見(jiàn)。

模塊4：Any類核心成員 + 構(gòu)造/析構(gòu)函數(shù)

holder*_content; // 核心指針
// 默認(rèn)構(gòu)造：空對(duì)象
Any():_content(nullptr){}
// 模板構(gòu)造函數(shù)：接收任意類型數(shù)據(jù)
template<class T>
Any(const T&val):_content(new placeholder<T>(val)){}
// 拷貝構(gòu)造函數(shù)：深拷貝
Any(const Any&other):_content(other._content?other._content->clone():nullptr)
{}
// 析構(gòu)函數(shù)：自動(dòng)釋放內(nèi)存
~Any(){delete _content;}

講解

1. 核心成員 _content：
   holder 基類指針，多態(tài)指向 placeholder<T> 子類對(duì)象，實(shí)現(xiàn)類型擦除；
2. 默認(rèn)構(gòu)造：創(chuàng)建空的 Any 對(duì)象；
3. 模板構(gòu)造：接收任意類型 T，創(chuàng)建 placeholder<T> 對(duì)象并賦值給指針；
4. 拷貝構(gòu)造：調(diào)用 clone() 實(shí)現(xiàn)深拷貝，避免淺拷貝指針懸空；
5. 析構(gòu)函數(shù)：RAII 機(jī)制，自動(dòng)釋放內(nèi)存，無(wú)需手動(dòng)管理指針。

模塊5：交換函數(shù)swap（異常安全核心）

Any&swap(Any&other)
{
    std::swap(_content,other._content);
    return *this;
}

講解

1. 作用：避免自賦值，先構(gòu)造一個(gè)臨時(shí)對(duì)象，再交換交換兩個(gè) Any 對(duì)象的內(nèi)部指針；
2. 價(jià)值：是拷貝交換法的基礎(chǔ)，讓賦值運(yùn)算符異常安全、無(wú)內(nèi)存泄漏、無(wú)需處理自賦值；
3. 極簡(jiǎn)高效：僅交換指針，不拷貝數(shù)據(jù)，性能極高。

模塊6：數(shù)據(jù)獲取函數(shù)get<T>()（類型安全）

template<class T>
T*get()
{
    assert(typeid(T)==_content->type());
    return &((placeholder<T>*)_content)->_val;
}

講解

1. 模板函數(shù)：指定要獲取的類型 T；
2. 斷言校驗(yàn)：類型不匹配直接終止程序，保證類型安全；
3. 類型強(qiáng)轉(zhuǎn)：將基類指針強(qiáng)轉(zhuǎn)為子類指針，獲取真實(shí)數(shù)據(jù) _val；
4. 返回值：返回?cái)?shù)據(jù)指針，可讀寫內(nèi)部數(shù)據(jù)。

模塊7：賦值運(yùn)算符重載（兩種賦值方式）

// 賦值1：任意類型直接賦值給 Any
template<class T>
Any& operator=(const T&val)
{
    Any(val).swap(*this);
    return *this;
}
// 賦值2：Any 對(duì)象之間賦值
Any& operator=(const Any&other)
{
    Any(other).swap(*this);
    return *this;
}

講解

1. 統(tǒng)一用法：拷貝交換法，C++ 賦值運(yùn)算符最優(yōu)寫法；
2. 原理：
   ① 先創(chuàng)建臨時(shí)對(duì)象 Any(val) / Any(other)；
   ② 交換臨時(shí)對(duì)象和當(dāng)前對(duì)象的指針；
   ③ 臨時(shí)對(duì)象析構(gòu)，自動(dòng)釋放舊內(nèi)存；
3. 優(yōu)點(diǎn)：避免自賦值問(wèn)題，異常安全， 無(wú)內(nèi)存泄漏，代碼極簡(jiǎn)

模塊8：測(cè)試類Test（驗(yàn)證生命周期）

class Test
{
public:
    Test(){ std::cout<<"構(gòu)造"<<std::endl;}
    Test(const Test&t){ std::cout<<"拷貝構(gòu)造"<<std::endl;}
    ~Test(){ std::cout<<"析構(gòu)"<<std::endl;}
};

講解

自定義測(cè)試類，通過(guò)打印構(gòu)造/拷貝構(gòu)造/析構(gòu)日志，驗(yàn)證：

1. Any 類能正常存儲(chǔ)自定義類型；
2. 內(nèi)存管理正確，無(wú)泄漏；
3. 拷貝/賦值行為符合預(yù)期。

模塊9：主函數(shù)測(cè)試（功能驗(yàn)證）

int main()
{
    Any a;
    {
        Test t;
        a=t;
    }
    a=10;
    int *pa=a.get<int>();
    std::cout<<*pa<<std::endl;
    return 0;
}

講解

1. 測(cè)試空對(duì)象初始化；
2. 測(cè)試自定義類型賦值；
3. 測(cè)試局部對(duì)象生命周期；
4. 測(cè)試int 類型賦值 + 獲取數(shù)據(jù)；
5. 驗(yàn)證全程內(nèi)存自動(dòng)管理，無(wú)泄漏。

核心總結(jié)

1. holder：抽象接口，定義統(tǒng)一規(guī)范；
2. placeholder：模板子類，真正存數(shù)據(jù)；
3. _content：基類指針，多態(tài)+類型擦除核心；
4. 拷貝交換法：賦值運(yùn)算符最優(yōu)解；
5. RAII：構(gòu)造申請(qǐng)內(nèi)存，析構(gòu)自動(dòng)釋放。

到此這篇關(guān)于手寫 C++ Any 類:深入理解多態(tài)與模板(示例詳解)的文章就介紹到這了,更多相關(guān) C++ Any 類內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！