类型擦除是一种编程技巧，用于隐藏模板参数的具体类型，从而实现对不同类型对象的统一接口。它在实现“任意类型容器”“类型无关接口”“多态”时非常有用。下面我们通过一个完整的例子，展示在C++17/20中实现类型擦除的步骤。
1. 定义抽象接口
首先，定义一个抽象基类，声明我们想要的公共行为。例如，一个可以打印自身的接口：
struct Printable {
virtual ~Printable() = default;
virtual void print() const = 0;
virtual std::unique_ptr <Printable> clone() const = 0; // 需要 clone 支持
};2. 创建模板包装器
接下来，编写一个模板类 `TypeErased
`，把任意类型 `T` 适配到 `Printable` 接口。该包装器实现 `print()` 和 `clone()`。 “`cpp template class TypeErased : public Printable { public: explicit TypeErased(T value) : value_(std::move(value)) {} void print() const override { std::cout << value_ << '\n'; } std::unique_ptr clone() const override { return std::make_unique<typeerased>(*this); } private: T value_; }; “` > **注意**：为了让 `print()` 能直接输出 `value_`，要求 `T` 必须支持 `operator<<`。如果你想支持更复杂的行为，只需在 `TypeErased` 内部添加对应逻辑即可。 ### 3. 设计容器或包装类 现在可以用 `std::unique_ptr ` 存储任意类型对象： “`cpp class AnyPrintable { public: template AnyPrintable(T&& val) : ptr_(std::make_unique<typeerased<std::decay_t>>(std::forward(val))) {} void print() const { ptr_->print(); } AnyPrintable(const AnyPrintable& other) : ptr_(other.ptr_->clone()) {} AnyPrintable& operator=(const AnyPrintable& other) { if (this != &other) ptr_ = other.ptr_->clone(); return *this; } private: std::unique_ptr ptr_; }; “` ### 4. 使用示例 “`cpp int main() { AnyPrintable a = 42; // int AnyPrintable b = std::string(“hello”); // std::string AnyPrintable c = 3.14; // double a.print(); // 输出 42 b.print(); // 输出 hello c.print(); // 输出 3.14 // 复制 AnyPrintable d = a; d.print(); // 42 } “` ### 5. 进阶：支持更多接口 如果你想让类型擦除支持多种接口，可以让抽象基类继承自多个纯虚基类，或者使用 `std::variant` 结合类型擦除来实现多态。 “`cpp struct Drawable { virtual void draw() const = 0; }; struct Cloneable { virtual std::unique_ptr clone() const = 0; }; struct Any { std::unique_ptr d; std::unique_ptr c; // … }; “` ### 6. 性能与安全注意 – **内存分配**：每个 `AnyPrintable` 对象会产生一次堆分配。若性能敏感，可使用 `std::pmr::memory_resource` 或自定义分配器。 – **移动语义**：如果你的包装器不需要复制，可以删除 `clone()`，并提供移动构造/赋值，从而避免不必要的复制。 – **异常安全**：确保所有 `clone()` 实现都是 `noexcept` 或在需要时抛出异常。 ### 7. 小结 类型擦除使得 C++ 在保持类型安全的前提下，获得了类似动态语言的灵活性。通过抽象基类 + 模板包装器 + `std::unique_ptr`，可以轻松实现任意类型对象的统一接口。上述实现仅为一个最小可行例子，实际项目中可根据业务需求扩展更多功能。</typeerased<std::decay_t</typeerased