異なる型同士を格納する配列および，順番通りに処理を実行するプログラム

Question

前提・実現したいこと

異なる型同士を格納することができる配列を定義し，あるデータを入力すると，定義した順番通りに処理を実行するクラスを作成したいです．
（「PyTorch」の「nn.Sequential」「transforms」みたいなものを作りたいです．）

例えば，A〜Cの関数の中から好きなだけ選択し，データDに対して「関数A→関数B→関数A」を実行することを試みます．
この順番に処理を実行する配列Eを定義し，別のソースファイルSに引数として与えます．
Sは，データD，配列Eの情報をもとに，データDを「関数A→関数B→関数A」という流れに沿って実行します．

そこで，以下のコードを書きましたが，異なる型同士を格納する配列を別の関数に渡した途端動かなくなります．
クラスの継承元が同じであれば，ソースコードみたいに型が違っていても親クラスのポインタを利用することで同時に格納できると聞きました．
しかし，上記のエラーが発生して上手く動きませんでした．

どなたかこの原因を教えてくださると助かります．
また，解決策があれば教えていただけると幸いです．

＜必須条件＞
・「main.cpp」にて，「異なる型同士を格納する配列」と「処理の順番」を定義する．（下記のコードみたいに簡単に書けるようにしたい．）
・「active.cpp」にて，定義した順番通りに処理を実行する．
・「main.cpp」にて定義した「異なる型同士を格納する配列」は，関数の引数を利用して「active.cpp」に渡す．
・「differents.hpp」にて，定義した順番通りに処理を実行するプログラムを実装する．
・プログラミング言語：C++

発生している問題・エラーメッセージ

コンパイルしようとすると，「関数が見つからない」というエラーが発生します．

$ g++ main.cpp active.cpp
In file included from main.cpp:2:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:30: error: request for member ‘forward’ in ‘different’, which is of pointer type ‘differents::Compose*’ (maybe you meant to use ‘->’ ?)
             return different.forward(differents::forward(different_, data, count_next));
In file included from active.cpp:3:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:30: error: request for member ‘forward’ in ‘different’, which is of pointer type ‘differents::Compose*’ (maybe you meant to use ‘->’ ?)
             return different.forward(differents::forward(different_, data, count_next));

該当のソースコード

・main.cpp

#include <vector>
#include "differents.hpp"

void active(std::vector<differents::Compose*> &different); // active.cppにて実装

int main(void){
    std::vector<differents::Compose*> different{
        (differents::Compose*)new differents::process1(2),
        (differents::Compose*)new differents::process2(3),
        (differents::Compose*)new differents::process1(4)
    };
    active(different);
    return 0;
}

　
・active.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
#include "differents.hpp"

void active(std::vector<differents::Compose*> &different){
    int ans = differents::forward(/*different_=*/different, /*data=*/5, /*count=*/different.size());
    std::cout << ans << std::endl; // (4 + (3 + (2 + 5 + 1) + 2) + 1) = 18
}

　
・differents.hpp

#include <vector>

namespace differents{

    class Compose{};

    int forward(std::vector<differents::Compose*> &different_, const int data, const int count){
        int count_next = count - 1;
        auto different = different_.at(count_next);
        if (count_next >= 0){
            return different.forward(differents::forward(different_, data, count_next));
        }
        return data;
    }

    class process1 : differents::Compose{
    private:
        int x;
    public:
        process1(const int x_){
            x = x_;
        }
        int forward(const int y){
            return x + y + 1;
        }
    };

    class process2 : differents::Compose{
    private:
        int x;
    public:
        process2(const int x_){
            x = x_;
        }
        int forward(const int y){
            return x + y + 2;
        }
    };

    class process3 : differents::Compose{
    private:
        int x;
    public:
        process3(const int x_){
            x = x_;
        }
        int forward(const int y){
            return x + y + 5;
        }
    };

}

試したこと

以下のように実行したらエラーが出ました．

$ g++ main.cpp active.cpp
In file included from main.cpp:2:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:30: error: request for member ‘forward’ in ‘different’, which is of pointer type ‘differents::Compose*’ (maybe you meant to use ‘->’ ?)
             return different.forward(differents::forward(different_, data, count_next));
In file included from active.cpp:3:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:30: error: request for member ‘forward’ in ‘different’, which is of pointer type ‘differents::Compose*’ (maybe you meant to use ‘->’ ?)
             return different.forward(differents::forward(different_, data, count_next));

「*」を「->」に変更してもエラーが出ました．

$ g++ main.cpp active.cpp
In file included from main.cpp:2:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:31: error: ‘class differents::Compose’ has no member named ‘forward’
             return different->forward(differents::forward(different_, data, count_next));
                               ^~~~~~~
In file included from active.cpp:3:0:
differents.hpp: In function ‘int differents::forward(std::vector<differents::Compose*>&, int, int)’:
differents.hpp:11:31: error: ‘class differents::Compose’ has no member named ‘forward’
             return different->forward(differents::forward(different_, data, count_next));

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

C++14

Comments

[jimbe]

C と C++ は別モノですので, タグを外しておいて頂けますか.

[jonjon]

了解しました．

[jimbe]

ありがとうございます.

Answer 1

• 基底クラスのポインタから基底クラスにないメンバ関数は呼び出す事ができません。
• 仮想関数にしないと意図通りには動かないでしょう。

struct Compose{
    virtual int forward(const int y) = 0;
    virtual ~Compose() = 0;
};

Compose::~Compose(){}

class process1 : Compose{
private:
    int x;
public:
    process1(const int x) : x(x) {}
    ~process1(){}
    int forward(int y) override {
        return x + y + 1;
    }
};

---

ラムダ式で充分かと

#include <functional>
#include <vector>
#include <numeric>

using Func1 = std::function<int(int)>;

Func1 process1(int x){ return [x](int y){return x + y + 1;}; }
Func1 process2(int x){ return [x](int y){return x + y + 2;}; }
Func1 process3(int x){ return [x](int y){return x + y + 5;}; }

int main()
{
    std::vector<Func1> ary;
    ary.push_back(process1(2));
    ary.push_back(process2(3));
    ary.push_back(process1(4));
    // std::cout << ary[0](ary[1](ary[2](5)));
    std::cout << std::accumulate(ary.rbegin(), ary.rend(), 5,
                             [](int x, Func1 f){return f(x);});
}

Comments

[jonjon]

回答ありがとうございます．
実際に実行してみたところ上手く動作しました！
同じ関数を親クラスにも設置し，親クラスには「virtual」を，子クラスには「override」をつけると良いのですね．
ありがとうございました！

Answer 2

変数 different はそれが Compose 型のオブジェクトを指すポインタであることしかコンパイルは知りません。 Compose 型は forward というメンバ関数を持っていないのでエラーになるという単純な理屈です。

differents::Compose を継承したクラスみっつはいずれもメンバ関数 forward を持っていますが、この状態ではたまたま同じ名前を持つだけの別物であって関連性がないのです。

Compose が「仮想関数」として forward を持ち、それをオーバーライド (override) する形で定義する必要があります。

仮想関数について調べてみてください。

Comments

[jonjon]

なるほど...勉強になりました．
仮想関数について勉強してみます．
ありがとうございます！