我有一个包含以下三个类的类层次结构:
template<int pdim >
class Function
{
virtual double operator()( const Point<pdim>& x) const = 0;
};
这是pdim维空间中的函数，返回 double 值。
template<int pdim, int ldim >
class NodeFunction
{
virtual double operator()( const Node<pdim,ldim>& pnode, const Point<ldim>& xLoc) const = 0;
};
它是pdim维空间中节点的ldim维局部空间的函数。
template<int pdim, int ldim, int meshdim >
class PNodeFunction
{
virtual double operator()( const PNode<pdim,ldim,meshdim>& pnode, const Point<ldim>& xLoc) const = 0;
};
此设计的原因1:NodeFunction比Function更通用。它始终可以将本地ldim点映射到pdim点。例如，边缘(具有ldim = 1的节点)将间隔[0,1]映射到pdim维物理空间。这就是每个函数都是NodeFunction的原因。 NodeFunction更通用，因为允许NodeFunction向Node查询属性。
此设计的原因2:PNodeFunction比NodeFunction更通用。每个PNode恰好关联一个节点(反之亦然)。这就是每个PNodeFunction都是NodeFunction的原因。 PNodeFunction更通用，因为它还具有属于Mesh的PNode的所有上下文(因此它知道其所有父级，邻居...)。
摘要:每个
Function<pdim>都是NodeFunction<pdim, ldim>的任何参数的ldim。每个NodeFunction<pdim, ldim>都是NodeFunction<pdim, ldim, meshdim>的任何参数的meshdim。问题:用C++表示的最佳方法是什么，这样我就可以使用
Function代替NodeFunction / PNodeFunction，从而使代码快速(它是一种高性能的计算代码)，从而使该代码适用于模板参数不是完全独立的，而是彼此依赖的:
-
pdim=1,2,3(主要关注)，但如果它也适用于pdim的值(最大为7)，那就很好了。-'ldim = 0,1，...，pdim'
-'meshdim = ldim，ldim + 1，...，pdim'
要考虑性能，请注意，在程序中创建了一些函数，但是它们的operator()被多次调用。
变体
我考虑了几种实现此方法的方法(我目前实现了变体1)。我在这里写下来，以便您可以告诉我这些方法的优点和缺点。
变体1
通过助手模板
A<dim> inherits from B<dim,dim2>实现上述继承Arec<dim,dim2>。在伪代码中，这是class A<dim> : public Arec<dim,dim>;
class Arec<dim,dim2> : public Arec<dim,dim2-1>, public B<dim,dim2>;
class Arec<dim,0> : public B<dim,dim2>;
这适用于继承NodeFunction的Function和PNodeFunction的NodeFunction。由于NodeFunction从PNodeFunction继承了
O(pdim^2)的大致时间，它如何扩展？这个巨大的虚拟表不好吗？注意:实际上每个函数也应该继承自
VerboseObject，这使我可以将有关函数的调试信息打印到例如std::cout。我实际上是通过从PNodeFunction继承VerboseObject来实现的。这将如何影响性能？这应该增加构造函数和打印调试信息的时间，而不是operator()的时间，对吗？变体2
不要在C++中表达继承，例如
A<dim>不会从B<dim,dim2> bur继承，而是有一个将两者转换的函数class AHolder<dim,dim2> : public B<dim, dim> {
}
std::shared_pointer< AHolder<dim,dim2> > interpretAasB( std::shared_pointer< AHolder<dim> >)
[...]
缺点是我不能再使用
Function<dim>代替NodeFunction<dim>或PNodeFunction<dim>。变体3
您首选的实现方式是什么？
最佳答案
我不太了解你的问题。那可能是因为我缺乏对问题域的具体了解。
无论如何，似乎您想生成一个类的层次结构，在底部是Function(派生最多的类)，在顶部是PNodeFunction(派生最少的类)。
为此，我只能推荐Alexandrescu的Modern C++设计书，尤其是有关层次生成器的章节。
本书名为Loki，有一个开源库。
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采用通用元编程方法可能是最困难的，但我认为，一旦设置，它将带来易用性，并且与虚拟继承相比，可能会提高性能(始终由探查器验证)。
无论如何，我强烈建议不要从Verbose对象继承进行日志记录，而要拥有单独的单例日志记录类。
这样，您就不需要在类层次结构中额外的空间来存储日志记录对象。
您只能从Verbose对象继承最少的派生类，但您的函数类不是日志对象；他们使用了一个日志记录对象(我在这里可能有点学究)。另一个问题是，如果您从该基类继承多次，则最终将获得日志记录对象的多个副本，并且必须使用虚拟继承来解决该问题。