C++中的继承和模板

Inheritance and templates in C++

本文关键字：继承 C++      更新时间：2023-10-16

我在继承和模板方面有以下问题：

class Base {};
class Deriv : public Base {};
template <class T> class X{};
void f(X<Base>& inst) {}
int main()
{
  X<Base> xb;
  f(xb);
  X<Deriv> xd;
  f(xd);
  return 0;
}

程序无法编译，因为X<Base>和X<Deriv>之间没有关系。尽管如此，我认为应该可以做所有可以用X<Base>也可以用X<Deriv>做的事。除了将f的函数体复制到新的函数void g(X<Deriv>& inst)之外，我还能做些什么吗？

您可以继续使用模板：

template<class T>
void f(X<T>& inst) {}

将适用于X<Base>和X<Derived>.

编译器可能会复制代码（如果它不够智能），但您不必这样做。

为什么你认为它们应该相关？请考虑以下事项：

template<typename T>
class X;
template<>
class X<Base> {
    int x;
};
template<>
class X<Deriv> {
    double d;
};

它们绝对不能互换。所以不，这些类之间没有关系，你不能将一个传递给期望另一个的函数。您必须执行一些操作，例如使这两种类型都继承自公开所需接口的另一个通用类型。

<小时 />

关于你的评论，你可以使用类型特征和static_assert来做你在 Java 中会做的事情：

template<typename T>
void f(X<T>& inst) {
    static_assert(std::is_base_of(Base, T)::value, "Template type must subclass Base");
    // body of function...
}

如果您需要这样的功能，那么您必须在类型或重载上进行模板化，正如您所说。或者，您可以显式专用化X以便X<Derived> : X<Base> .

模板的不同实例化是不相关的类型，即使实例化模板参数是相关的。也就是说，无论A和B之间的关系如何，X<A>都与X<B>无关。

现在至于可以做什么，这取决于您的模板实际上是什么。 在某些情况下，您可以提供转换，以便可以将X<Derived>转换为特定操作的X<Base>。另一种选择是修改您的函数，以便能够接受T派生自Base的任何X<T>（这可以通过创建模板并使用 SFINAE 禁止使用非派生自Base的T 调用它来完成。同样，根据模板是什么，您可能能够提供对基础类型的访问，在这种情况下，函数可以引用Base（考虑使用 .get() 方法shared_ptr或unique_ptr）

如果没有描述你真正想要完成的事情，就不可能提供一个好的选择。

这取决于。考虑X std::shared_ptr的情况。如果std::shared_ptr<Derived>是从std::shared_ptr<Base>派生的，则会破坏类型安全，而是存在隐式值转换。

但是，由于您是通过引用非const传递的，因此这样的值转换不会直接帮助您。

其他可能性包括从公共接口继承和模板化函数。

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