时间戳

首页 > 解决方案 > C++模板类：运行时给出的模板参数，如何避免重复的大开关情况？

c++ - C++模板类：运行时给出的模板参数，如何避免重复的大开关情况？

问题描述

我目前正在开发一个图像处理应用程序，主要基于 C++ 和 ITK。

一、情况

我有FlipFilter从同一个基类派生的节点类（例如）。一个节点获得一个结构，其中包含一个image_ptr和所有元信息（的维度Image，PixelType（例如RGB，RGBA，标量）和ComponentType（例如浮点数，整数）。节点必须实例化一个ITK-Filter，基于这些Meta-Informations，它可以改变每个输入图像。

2.问题

这些ITK-Filters需要ImageType（例如 RGB 和ComponentType UCHAR）作为​​模板参数。模板类必须在编译时实例化。我的节点在运行时获取具有其类型的图像。所以我必须以某种方式为每个节点创建过滤器的所有排列，然后使用适当的实例化。

3.我目前的解决方案

该结构包含所有元信息+指向实际图像的智能指针。我正在使用图像的基本指针，因为图像本身也是一个模板（稍后我正在向下转换）。

struct ImageData
{
    short NumberOfDimensions;
    itk::ImageIOBase::IOComponentType ComponentType;
    itk::ImageIOBase::IOPixelType PixelType;
    itk::DataObject::Pointer Image;
    ImageData() {}
    ~ImageData() {}
};

这是我节点的更新功能。它应该创建过滤器并在图像上执行它。

void LitkFlipImageFilter::update()
{
    if (Input1 == nullptr)
        throw(std::runtime_error("Input1 not set"));


    Input1->update();

    ImageData Input1Data = Input1->getOutput();

    switch (Input1Data.PixelType)
    {
        default:
        {
            throw std::runtime_error("Type not Supported");
            break;
        }
        case itk::ImageIOBase::RGB:
        {
            switch (Input1Data.ComponentType)
            {
                default:
                {
                    throw std::runtime_error("Type not Supported");
                    break;
                }
                case itk::ImageIOBase::IOComponentType::UCHAR:
                {
                    using PixelType = itk::RGBPixel< unsigned char >;
                    using ImageType = itk::Image < PixelType, 2 >;
                    itk::FlipImageFilter<ImageType>::Pointer filter = itk::FlipImageFilter<ImageType>::New();
                    //do stuff

                    break;
                }
            break;
            }
        }
    }
}

4. 我的解决方案的问题

它可以工作，但会创建大量重复代码和大型嵌套开关案例。你知道解决这个问题的更优雅的方法吗？

谢谢！

标签： c++image-processinggeneric-programmingitk

解决方案

您想要的高级处理是：

template <typename PixelType>
void do_stuff()
{
    using ImageType = Image < PixelType, 2 >;
    ...do stuff...
}

您可以创建一个冗长但可重用的（通过改变“Fn”代码来调度）版本的切换代码：

template <typename Fn>
void dispatch(PixelType pt, ComponentTypeId ct, Fn fn) {
    switch (pt)
    {
      case RGB:
        switch (ct) {
          case Uint8_t: fn(RGBPixel<uint8_t>{}); return;
          case Float:   fn(RGBPixel<float>{}); return;
        };
      case RGBA:
        switch (ct) {
          case Uint8_t: fn(RGBAPixel<uint8_t>{}); return;
          case Float:   fn(RGBAPixel<float>{}); return;
        };
      case Scalar:
        switch (ct) {
          case Uint8_t: fn(ScalarPixel<uint8_t>{}); return;
          case Float:   fn(ScalarPixel<float>{}); return;
        };
    }
}

然后，这样称呼它：

dispatch(runtime_pixel_type, runtime_component_type, 
         [](auto pt) { do_stuff<decltype(pt)>(); });

笔记：

  • 对 lambda 使用默认构造的“XXXPixel”参数是丑陋的——C++2a 应该引入适当的模板化 lambda，可能（？！）清理它。

  • 您可以链接多个“调度”函数，每个调度基于一个运行时变量，以避免开关情况的乘法爆炸；这可以更好地扩展，但在这里有点过分了，你必须努力PixelType成为一个模板。

  • 您可以default: throw重新添加您的 s - 不需要break（或return）在它们之后，因为它们永远不会返回到以下代码行

推荐阅读