使用类型擦除扩展结构体以避免大规模重构的问题咨询

问题背景 #

现有代码里广泛用Path（定义为using Path = std::vector<Point>;），Point只存数据，没额外功能。其中有个过滤方法：

Path filter(const Path& path) {... return filteredPath; }

现在需要给点加额外描述信息，打算做PointExt : Point这类扩展类型，但直接继承得把Path改成std::vector<std::unique_ptr<Point>>，要改大量代码。所以想搞类型擦除方案，既能保留原来加Point的用法，也能加PointExt：

Path path;
path.push_back(Point());
path.push_back(PointExt());

把Point改成类型擦除结构、定义PointExt后，出现attempting to reference a deleted function错误，想问两个问题：

1. 错在哪了？
2. 这个解决方案合理吗？

相关代码 #

struct Point
{
    template<typename T>
    Point(T&& p): object(std::make_shared<Model<T>>(std::forward<T>(p))) {}

    virtual PointType getType() const { return object->getType(); }
  
    struct Concept
    {
        virtual ~Concept() {}
        virtual PointType getType() const = 0;
    };

    template<typename T>
    struct Model : Concept
    {
        Model(const T& t) : object(t) {}
        T object;
        PointType getType() const override { return object.getType(); }
    };

    int x;
    int y;
    std::shared_ptr<Concept> object;
};

struct PointExt : Point
{
   PointType getType() const override { return PointType::PointExt ; }
    
   std::vector<Solution> solutions;
};

struct PointExt2 : Point
{
   PointType getType() const override { return PointType::PointExt2 ; }
    
   ...
};

更新说明 #

已经找到错误原因：Point类缺默认构造函数，加Point() = default;后错误修复。

解答 #

1. 错误原因分析 #

你碰到的attempting to reference a deleted function错误，核心是自定义构造函数后，编译器不会自动生成默认构造函数。PointExt继承Point，创建PointExt对象时会先调用Point的默认构造函数初始化基类部分，但你的Point只定义了模板构造函数，默认构造函数被编译器自动删除，导致基类初始化失败，触发错误。加Point() = default;显式声明默认构造函数后，编译器会生成该函数，问题就解决了。

2. 解决方案合理性分析 #

这个类型擦除的思路有可取之处，但也有不少需要注意的问题：

• 优点：
  • 不用大规模修改现有Path的定义，保留了原有代码的兼容性，不用把容器改成智能指针类型，改动成本低。
  • 能灵活扩展不同的Point子类，在需要额外信息的地方通过getType()判断类型后转换，满足业务需求。
• 潜在问题：
  • 类型转换风险：后续要拿PointExt等子类的额外信息时，必须先通过getType()判断类型，再用dynamic_cast转换，一旦类型判断错或者转换失败，会引发运行时错误，增加维护成本。
  • 数据冗余：你的Point本身有int x; int y;成员，而类型擦除的Model又持有一个T对象（比如PointExt继承Point，会包含基类的x、y和自身的solutions），这会造成数据重复，浪费内存。
  • 设计混淆：原本的Point是数据存储类，现在被改成类型擦除的容器类，同时又当基类让其他类继承，职责变得模糊，不符合单一职责原则。

优化建议

如果要继续用类型擦除方案，可以调整设计：

1. 让Point只做接口或数据载体，把类型擦除的逻辑抽离到单独的类（比如AnyPoint）里，Path改成std::vector<AnyPoint>，虽然要改部分现有代码，但改动范围比换成智能指针小。
2. 删掉Point里的x、y成员，让所有具体点类型（包括原Point）都实现包含x、y的接口，通过类型擦除的Concept提供访问x、y的方法，避免数据冗余。
3. 如果现有代码改动限制很严，也可以保留当前方案，但要严格规范类型转换的使用，尽量把转换逻辑封装起来，别在多处直接用dynamic_cast。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者theateist