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

从c++模板的完整指南:

Member function templates cannot be declared virtual. This constraint is imposed because the usual implementation of the virtual function call mechanism uses a fixed-size table with one entry per virtual function. However, the number of instantiations of a member function template is not fixed until the entire program has been translated. Hence, supporting virtual member function templates would require support for a whole new kind of mechanism in C++ compilers and linkers. In contrast, the ordinary members of class templates can be virtual because their number is fixed when a class is instantiated

回答问题的第二部分:

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?

这并不是一件不合理的事情。例如，Java(每个方法都是虚的)使用泛型方法没有问题。

c++中需要虚函数模板的一个例子是接受泛型迭代器的成员函数。或接受泛型函数对象的成员函数。

这个问题的解决方案是使用boost::any_range和boost::function的类型擦除，这将允许您接受泛型迭代器或函子，而不需要使您的函数成为模板。

不可以，模板成员函数不能为虚函数。

如果预先知道模板方法的类型集，则'虚拟模板方法'有一个变通方法。

为了说明这个想法，在下面的例子中只使用了两种类型(int和double)。

在那里，一个“虚拟”模板方法(Base:: method)调用相应的虚拟方法(Base:: VMethod之一)，后者反过来调用模板方法实现(Impl::TMethod)。

只需要在派生实现(AImpl, BImpl)中实现模板方法TMethod，并使用derived <*Impl>。

class Base
{
public:
    virtual ~Base()
    {
    }

    template <typename T>
    T Method(T t)
    {
        return VMethod(t);
    }

private:
    virtual int VMethod(int t) = 0;
    virtual double VMethod(double t) = 0;
};

template <class Impl>
class Derived : public Impl
{
public:
    template <class... TArgs>
    Derived(TArgs&&... args)
        : Impl(std::forward<TArgs>(args)...)
    {
    }

private:
    int VMethod(int t) final
    {
        return Impl::TMethod(t);
    }

    double VMethod(double t) final
    {
        return Impl::TMethod(t);
    }
};

class AImpl : public Base
{
protected:
    AImpl(int p)
        : i(p)
    {
    }

    template <typename T>
    T TMethod(T t)
    {
        return t - i;
    }

private:
    int i;
};

using A = Derived<AImpl>;

class BImpl : public Base
{
protected:
    BImpl(int p)
        : i(p)
    {
    }

    template <typename T>
    T TMethod(T t)
    {
        return t + i;
    }

private:
    int i;
};

using B = Derived<BImpl>;

int main(int argc, const char* argv[])
{
    A a(1);
    B b(1);
    Base* base = nullptr;

    base = &a;
    std::cout << base->Method(1) << std::endl;
    std::cout << base->Method(2.0) << std::endl;

    base = &b;
    std::cout << base->Method(1) << std::endl;
    std::cout << base->Method(2.0) << std::endl;
}

输出:

0
1
2
3

注: Base::Method对于实际代码来说实际上是多余的(VMethod可以被设为public并直接使用)。 我添加它，使它看起来像一个实际的“虚拟”模板方法。

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。