CRTP 的静态多态性：使用基类调用派生方法

Question

virtual 在 C++ 中的主要好处之一是能够使用基类（指针或引用）来调用派生方法。

我正在阅读using CRTP to implement static polymorphism，但我无法理解如何使用这种技术实现我上面提到的内容，因为当需要模板。

在我看来，文章中描述的内容可以通过简单地使用函数重载来实现，所以我相信这种技术肯定还有更多。

（PS：在对this question 的回答的评论中提到了这个确切的问题，但不幸的是没有人回复它：“vtables 真正提供的是使用基类（指针或引用）来调用派生方法。你应该在这里展示它是如何使用 CRTP 完成的。")

这是我的最小代码，它给出了错误“在‘&’标记之前缺少模板参数 无效打印（基础和对象）”。

#include <cstring>
#include <iostream>

template <typename Derived>
struct Base
{
    std::string ToStringInterface() { return static_cast<Derived*>(this)->ToString(); }

    std::string ToString()  {   return "This is Base.";     }
};

struct Derived : Base<Derived>
{
    std::string ToString()  {   return "This is Derived.";  }
};

void Print(Base& Object)
{
    std::cout << Object->ToStringInterface() << std::endl;
}

int main()
{
    Derived MyDerived;

    // This works, but could have been achieved with a function overload.
    std::cout << MyDerived.ToStringInterface() << std::endl;

    // This does not work.
    Print(MyDerived);
}

Answer 1

感谢收到的 cmets 和答案，我正在发布我的实现，以防它对其他人有用。

#include <cstring>
#include <iostream>

template <typename Derived>
class Base
{
public:
    std::string ToStringInterface()
    {
        return static_cast<Derived*>(this)->ToString();
    }
};

template<>
class Base<void> : public Base<Base<void> >
{
public:
    std::string ToString()
    {
        return "This is Base (default implementation).";
    }
};

class Derived : public Base<Derived>
{
public:
    std::string ToString()
    { 
        return "This is Derived.";
    }
};

template <typename T>
void Print(Base<T>& Object)
{
    std::cout << Object.ToStringInterface() << std::endl;
}

int main()
{   
    int Decision;
    std::cout << "Do you want to create an object of type Base (input 0) or Derived (input 1)? ";
    std::cin >> Decision;
    if (Decision == 0)
    {
        Base<void> MyBase;
        Print(MyBase);
    }
    else
    {
        Derived MyDerived;
        Print(MyDerived);
    }
}

Answer 2

好吧，你需要声明一个 print 模板函数：

template<class T>
void Print(Base<T>& Object)
{
    std::cout << Object.ToStringInterface() << std::endl;
}

Answer 3

抱歉，CRTP 确实不能那样工作。这个想法通常是以非常特定于 C++ 的方式将一些代码注入到依赖层次结构中。在您的示例中，您可以拥有例如需要ToStringInterface() 函数并使用CRTP 将其绑定到现有类层次结构的ToString() 的接口：

class IStringable
{
    virtual string ToStringInterface() = 0;
};
class Unchangeable
{
    virtual string ToString();
};
template<class Derived>
class UnchangeableToIStringableMixin
{
    virtual string ToStringInterface()
    {
        return static_cast<Derived*>(this)->ToString();
    }
};
class StringableUnchangeable:
    public Unchangeable, UnchangeableToIStringableMixin<StringableUnchangeable>
{
};

但是，如果 Unchangeable 真的可以更改，您就不会这样做。不要忘记考虑 CRTP 可能不是您正在做的事情的正确工具。