我听说c++的类成员函数模板不能是虚的。这是真的吗?
如果它们可以是虚拟的，那么有什么场景可以使用这样的函数呢?
当前回答
至少在gcc 5.4中，虚函数可以是模板成员，但必须是模板本身。
#include <iostream>
#include <string>
class first {
protected:
virtual std::string a1() { return "a1"; }
virtual std::string mixt() { return a1(); }
};
class last {
protected:
virtual std::string a2() { return "a2"; }
};
template<class T> class mix: first , T {
public:
virtual std::string mixt() override;
};
template<class T> std::string mix<T>::mixt() {
return a1()+" before "+T::a2();
}
class mix2: public mix<last> {
virtual std::string a1() override { return "mix"; }
};
int main() {
std::cout << mix2().mixt();
return 0;
}
输出
mix before a2
Process finished with exit code 0
其他回答
虽然很多人已经回答了一个老问题，但我相信一个简洁的方法，与其他发布的方法没有太大不同，就是使用一个小宏来帮助减轻类声明的重复。
// abstract.h
// Simply define the types that each concrete class will use
#define IMPL_RENDER() \
void render(int a, char *b) override { render_internal<char>(a, b); } \
void render(int a, short *b) override { render_internal<short>(a, b); } \
// ...
class Renderable
{
public:
// Then, once for each on the abstract
virtual void render(int a, char *a) = 0;
virtual void render(int a, short *b) = 0;
// ...
};
现在，要实现我们的子类:
class Box : public Renderable
{
public:
IMPL_RENDER() // Builds the functions we want
private:
template<typename T>
void render_internal(int a, T *b); // One spot for our logic
};
这样做的好处是，当添加一个新支持的类型时，它可以从抽象头文件中完成，而不必在多个源文件/头文件中进行修改。
不，他们不能。但是:
template<typename T>
class Foo {
public:
template<typename P>
void f(const P& p) {
((T*)this)->f<P>(p);
}
};
class Bar : public Foo<Bar> {
public:
template<typename P>
void f(const P& p) {
std::cout << p << std::endl;
}
};
int main() {
Bar bar;
Bar *pbar = &bar;
pbar -> f(1);
Foo<Bar> *pfoo = &bar;
pfoo -> f(1);
};
如果您想要做的只是拥有一个公共接口并将实现推迟到子类，则效果大致相同。
我目前的解决方案如下(禁用RTTI -你也可以使用std::type_index):
#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <tuple>
class Type
{
};
template<typename T>
class TypeImpl : public Type
{
};
template<typename T>
inline Type* typeOf() {
static Type* typePtr = new TypeImpl<T>();
return typePtr;
}
/* ------------- */
template<
typename Calling
, typename Result = void
, typename From
, typename Action
>
inline Result DoComplexDispatch(From* from, Action&& action);
template<typename Cls>
class ChildClasses
{
public:
using type = std::tuple<>;
};
template<typename... Childs>
class ChildClassesHelper
{
public:
using type = std::tuple<Childs...>;
};
//--------------------------
class A;
class B;
class C;
class D;
template<>
class ChildClasses<A> : public ChildClassesHelper<B, C, D> {};
template<>
class ChildClasses<B> : public ChildClassesHelper<C, D> {};
template<>
class ChildClasses<C> : public ChildClassesHelper<D> {};
//-------------------------------------------
class A
{
public:
virtual Type* GetType()
{
return typeOf<A>();
}
template<
typename T,
bool checkType = true
>
/*virtual*/void DoVirtualGeneric()
{
if constexpr (checkType)
{
return DoComplexDispatch<A>(this, [&](auto* other) -> decltype(auto)
{
return other->template DoVirtualGeneric<T, false>();
});
}
std::cout << "A";
}
};
class B : public A
{
public:
virtual Type* GetType()
{
return typeOf<B>();
}
template<
typename T,
bool checkType = true
>
/*virtual*/void DoVirtualGeneric() /*override*/
{
if constexpr (checkType)
{
return DoComplexDispatch<B>(this, [&](auto* other) -> decltype(auto)
{
other->template DoVirtualGeneric<T, false>();
});
}
std::cout << "B";
}
};
class C : public B
{
public:
virtual Type* GetType() {
return typeOf<C>();
}
template<
typename T,
bool checkType = true
>
/*virtual*/void DoVirtualGeneric() /*override*/
{
if constexpr (checkType)
{
return DoComplexDispatch<C>(this, [&](auto* other) -> decltype(auto)
{
other->template DoVirtualGeneric<T, false>();
});
}
std::cout << "C";
}
};
class D : public C
{
public:
virtual Type* GetType() {
return typeOf<D>();
}
};
int main()
{
A* a = new A();
a->DoVirtualGeneric<int>();
}
// --------------------------
template<typename Tuple>
class RestTuple {};
template<
template<typename...> typename Tuple,
typename First,
typename... Rest
>
class RestTuple<Tuple<First, Rest...>> {
public:
using type = Tuple<Rest...>;
};
// -------------
template<
typename CandidatesTuple
, typename Result
, typename From
, typename Action
>
inline constexpr Result DoComplexDispatchInternal(From* from, Action&& action, Type* fromType)
{
using FirstCandidate = std::tuple_element_t<0, CandidatesTuple>;
if constexpr (std::tuple_size_v<CandidatesTuple> == 1)
{
return action(static_cast<FirstCandidate*>(from));
}
else {
if (fromType == typeOf<FirstCandidate>())
{
return action(static_cast<FirstCandidate*>(from));
}
else {
return DoComplexDispatchInternal<typename RestTuple<CandidatesTuple>::type, Result>(
from, action, fromType
);
}
}
}
template<
typename Calling
, typename Result
, typename From
, typename Action
>
inline Result DoComplexDispatch(From* from, Action&& action)
{
using ChildsOfCalling = typename ChildClasses<Calling>::type;
if constexpr (std::tuple_size_v<ChildsOfCalling> == 0)
{
return action(static_cast<Calling*>(from));
}
else {
auto fromType = from->GetType();
using Candidates = decltype(std::tuple_cat(std::declval<std::tuple<Calling>>(), std::declval<ChildsOfCalling>()));
return DoComplexDispatchInternal<Candidates, Result>(
from, std::forward<Action>(action), fromType
);
}
}
我唯一不喜欢的是你必须定义/注册所有的子类。
我看了所有的14个答案，有些有原因，为什么虚拟模板的功能不能工作，其他人显示了一个工作周围。一个答案甚至表明虚类可以有虚函数。这不足为奇。
我的回答将给出一个直接的理由，为什么标准不允许虚模板函数。因为很多人都在抱怨。首先，我不敢相信有人说虚函数可以在编译时推导出来。这是我听过的最蠢的话。
不管怎样。我确定标准规定指向对象的this指针是其成员函数的第一个参数。
struct MyClass
{
void myFunction();
}
// translate to
void myFunction(MyClass*);
既然我们都清楚了。然后，我们需要知道模板的转换规则。模板化的参数在它可以隐式转换的内容上受到极大的限制。我不记得所有的内容，但是你可以查看c++ Primer以获得完整的参考。例如，T*可转换为const T*。数组可以转换为指针。但是，派生类不能作为模板形参转换为基类。
struct A {};
struct B : A {};
template<class T>
void myFunction(T&);
template<>
void myFunction<A>(A&) {}
int main()
{
A a;
B b;
myFunction(a); //compiles perfectly
myFunction((A&)b); // compiles nicely
myFunction(b); //compiler error, use of undefined template function
}
我希望你们能明白我的意思。你不能使用虚拟模板函数，因为就编译器而言，它们是两个完全不同的函数;作为隐式参数，此参数具有不同的类型。
虚拟模板不能工作的另一个原因同样有效。因为虚表是快速实现虚函数的最佳方式。
下面的代码可以在windows 7上使用mingwg++ 3.4.5编译并正常运行:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template <typename T>
class A{
public:
virtual void func1(const T& p)
{
cout<<"A:"<<p<<endl;
}
};
template <typename T>
class B
: public A<T>
{
public:
virtual void func1(const T& p)
{
cout<<"A<--B:"<<p<<endl;
}
};
int main(int argc, char** argv)
{
A<string> a;
B<int> b;
B<string> c;
A<string>* p = &a;
p->func1("A<string> a");
p = dynamic_cast<A<string>*>(&c);
p->func1("B<string> c");
B<int>* q = &b;
q->func1(3);
}
输出为:
A:A<string> a
A<--B:B<string> c
A<--B:3
后来我又添加了一个新类X:
class X
{
public:
template <typename T>
virtual void func2(const T& p)
{
cout<<"C:"<<p<<endl;
}
};
当我试图在main()中像这样使用类X时:
X x;
x.func2<string>("X x");
g++报告以下错误:
vtempl.cpp:34: error: invalid use of `virtual' in template declaration of `virtu
al void X::func2(const T&)'
所以很明显:
虚成员函数可以在类模板中使用。编译器可以很容易地构造虚表 将类模板成员函数定义为虚函数是不可能的，如你所见，很难确定函数签名和分配虚表项。
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