如何在C++中创建包含多种对象类型的列表

在C++中创建一个包含多种对象类型的列表，通常可以使用以下几种方法：

1. 使用基类指针的容器

如果你有多个类，并且这些类可以共享一个共同的基类，你可以使用基类指针的容器来存储这些对象。

基本概念

多态：通过基类指针调用派生类的方法。
动态内存分配：使用new和delete来管理对象的生命周期。

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>

class Base {
public:
    virtual void display() const = 0; // 纯虚函数
    virtual ~Base() {} // 虚析构函数
};

class DerivedA : public Base {
public:
    void display() const override {
        std::cout << "DerivedA" << std::endl;
    }
};

class DerivedB : public Base {
public:
    void display() const override {
        std::cout << "DerivedB" << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::vector<Base*> objects;

    objects.push_back(new DerivedA());
    objects.push_back(new DerivedB());

    for (const auto& obj : objects) {
        obj->display();
    }

    // 清理内存
    for (auto& obj : objects) {
        delete obj;
    }

    return 0;
}

优势

灵活性：可以存储任意派生自基类的对象。
扩展性：容易添加新的派生类。

应用场景

当你需要处理一组具有共同接口但具体实现不同的对象时。

2. 使用 `std::variant`

C++17 引入了 std::variant，它可以存储多种类型的值。

基本概念

类型安全联合体：std::variant 可以在编译时确定其包含的类型。
访问者模式：使用 std::visit 来访问 variant 中的值。

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <variant>

class A {
public:
    void display() const { std::cout << "A" << std::endl; }
};

class B {
public:
    void display() const { std::cout << "B" << std::endl; }
};

int main() {
    std::vector<std::variant<A, B>> objects;

    objects.push_back(A());
    objects.push_back(B());

    for (const auto& obj : objects) {
        std::visit([](const auto& item) { item.display(); }, obj);
    }

    return 0;
}

优势

类型安全：编译时检查类型。
简洁性：不需要手动管理内存。

应用场景

当你知道可能的类型集合，并且希望在编译时进行类型检查时。

3. 使用 `std::any`

std::any 是一个可以存储任意类型值的类。

基本概念

动态类型：可以在运行时存储和检索任意类型的值。
类型擦除：隐藏具体类型信息。

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <any>

class A {
public:
    void display() const { std::cout << "A" << std::endl; }
};

class B {
public:
    void display() const { std::cout << "B" << std::endl; }
};

int main() {
    std::vector<std::any> objects;

    objects.push_back(A());
    objects.push_back(B());

    for (const auto& obj : objects) {
        if (obj.type() == typeid(A)) {
            std::any_cast<const A&>(obj).display();
        } else if (obj.type() == typeid(B)) {
            std::any_cast<const B&>(obj).display();
        }
    }

    return 0;
}