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。

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。

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。

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

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。

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