如何在运行时选择已编译的不同模板参数版本的C++类实例？

当然可以啦！因为你已经明确dim只会是1或者2这两种情况，我们完全可以让编译器提前把这两个版本的MyClass都编译好，然后在运行时根据读取到的数值来选择实例化哪一个。下面给你两种常用的实现方式：

方法一：利用多态基类统一持有实例 #

这种方法适合需要统一接口的场景，通过一个非模板的基类来抽象不同dim版本的MyClass的公共行为：

首先定义一个基类，注意必须包含虚析构函数（否则智能指针释放时会出现未定义行为），还可以添加你需要的公共虚接口：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <memory>

// 非模板基类，用于统一持有不同dim版本的MyClass
class MyClassBase {
public:
    virtual ~MyClassBase() = default; // 必须的虚析构
    // 示例：添加公共虚接口
    virtual void printDimInfo() const = 0;
};

template <unsigned int dim>
class MyClass : public MyClassBase {
public:
    // 实现基类的虚函数
    void printDimInfo() const override {
        if constexpr (dim == 1) {
            std::cout << "当前实例是MyClass<1>，数据数组长度为1" << std::endl;
        } else if constexpr (dim == 2) {
            std::cout << "当前实例是MyClass<2>，数据数组长度为2" << std::endl;
        }
    }
private:
    double data[dim];
    // 其他依赖dim的成员
};

int main() {
    std::fstream myfile("path_to_my_file.txt", std::ios_base::in);
    unsigned int dim;
    myfile >> dim; // 从文件读取dim，值为1或2

    std::shared_ptr<MyClassBase> ptr;
    // 根据运行时的dim值，选择实例化对应的MyClass版本
    if (dim == 1) {
        ptr = std::make_shared<MyClass<1>>();
    } else if (dim == 2) {
        ptr = std::make_shared<MyClass<2>>();
    } else {
        // 处理无效的dim值，比如抛出异常
        throw std::invalid_argument("dim值只能是1或2");
    }

    // 通过基类指针调用虚函数，实际会执行对应dim版本的实现
    ptr->printDimInfo();
    return 0;
}

方法二：使用std::variant存储不同类型的智能指针 #

如果不需要统一的基类接口，或者更倾向于类型安全的变体存储，可以用C++17引入的std::variant：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <memory>
#include <variant>

template <unsigned int dim>
class MyClass {
public:
    void printDimInfo() const {
        std::cout << "当前实例是MyClass<" << dim << ">，数据数组长度为" << dim << std::endl;
    }
private:
    double data[dim];
    // 其他依赖dim的成员
};

int main() {
    std::fstream myfile("path_to_my_file.txt", std::ios_base::in);
    unsigned int dim;
    myfile >> dim; // 从文件读取dim，值为1或2

    // 定义variant，只能存储MyClass<1>或MyClass<2>的智能指针
    std::variant<std::shared_ptr<MyClass<1>>, std::shared_ptr<MyClass<2>>> var_ptr;
    if (dim == 1) {
        var_ptr = std::make_shared<MyClass<1>>();
    } else if (dim == 2) {
        var_ptr = std::make_shared<MyClass<2>>();
    } else {
        throw std::invalid_argument("dim值只能是1或2");
    }

    // 使用std::visit访问variant中的对象
    std::visit([](const auto& ptr) {
        // 这里ptr的类型会自动推导为对应的shared_ptr<MyClass<1>>或shared_ptr<MyClass<2>>
        ptr->printDimInfo();
    }, var_ptr);
    return 0;
}

原理说明 #

因为你已经限定了dim只有1和2两个可能值，编译器会在编译时为这两个分支分别生成MyClass<1>和MyClass<2>的完整代码。运行时只需要根据读取到的dim值，选择进入对应的分支创建实例即可，完全符合你的需求。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者SolidMechanicsFan