读取带类型标识头的二进制文件：模板类存储数据的最优方案咨询

我需要读取包含原始二进制数据的文件，文件头会指明数据应被解析为整数、浮点数、双精度数等数值类型。原本想通过模板类来存储这些数据，示例代码如下：

#include <filesystem>

template <typename T>
struct Foo;

Foo open(const std::filesystem::path& path);

但这个方案无法运行——虽然我知道所有可能的T类型，但必须在运行时打开文件才能确定具体的T，而模板类型需要编译时确定。

我尝试了几种解决方法：

方法一：纯虚接口+智能指针 #

定义纯虚基类，让模板子类继承它，返回智能指针：

#include <filesystem>
#include <memory>

class IFoo;

template <typename T>
struct Foo : public IFoo
{
    //...
};

std::unique_ptr<IFoo> open(const std::filesystem::path& path);

这种方式的不便之处在于：如果后续需要访问T类型的成员变量，或者调用返回Something<T>的成员函数，这些内容无法纳入接口，必须将IFoo转换回Foo<T>才能操作。

方法二：加宽转换统一类型 #

统一返回Foo<long long>或Foo<double>，如果对浮点型文件调用整数方法（反之亦然）就抛出异常；也可以先调用额外函数判断文件类型再调用open。但文件可能很大，比如把16位整数无意义地转成64位整数会造成4倍内存浪费，这个方案并不理想。

方法三：枚举标识类型+字节向量 #

用枚举标记数据类型，直接存储原始字节向量：

enum class NumType
{
    Int16,
    Int32,
    Float32,
    Float64,
    //...
};

struct Foo
{
    NumType type;
    std::vector<char> data;
    //...
};

Foo open(const std::filesystem::path& path);

想问问有没有我遗漏的更优替代方案？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Janilson