虚拟模板功能的替代方案答案

【问题标题】：Alternative for virtual template functions虚拟模板功能的替代方案
【发布时间】：2015-01-04 03:28:38
【问题描述】：

我有一个抽象的UI 类，它需要能够向用户询问一些输入。这个函数是模板化的，因为可以要求不同的东西。

但是，这个函数也必须是虚拟的，因为我希望 UI 的派生类能够提供他们自己的实现（CommandLineUI 的行为需要与 WebBasedUI)。

class UI {
    // ...

    public:
        // ask some input
        template<T>
        virtual T askFor(const std::string& mesg) const = 0;

        // ask but provide default fallback
        template<T>
        virtual T askFor(const std::string& mesg, const T& def) const = 0;
}

class CommandLineUI : UI {
    // ...
    public:
        template<T>
        virtual T askFor(const std::string& mesg) const {
            // implementation details
        }
        template<T>
        virtual T askFor(const std::string& mesg, const T& def) const {
            // implementation details
        }
}

然而，上面的代码不起作用，因为模板化的方法在 C++ 中不能是虚拟的，出于我上面的原因。

我阅读了一些关于访问者模式或类型擦除能够解决此问题的内容，但我不知道如何解决。（我试图将答案中找到的示例翻译为类似的堆栈溢出问题，但没有成功）。

【问题讨论】：

模板函数不能为virtual。
虚函数不能是模板，因为在编译时必须知道重载的数量。但是，如果您在某处的代码中执行 ui.askFor<not_yet_used_type>()，则在不同编译单元中创建的对象的 vtable 将丢失该条目。
这里的问题是你试图混合运行时和编译时多态性。为什么不定义一组支持的类型？通常，您可以很好地使用 int、float、string、datetime、它们的列表、它们的字典之类的集合。
看来您并没有真正考虑过这个设计。你将如何实现CommandLineUI::askFor？当我拨打ui->askFor<Frobnicator>("Enter frobnicator:") 时会发生什么？
askFor 适用于可以从流中读取的所有内容。为int、double、string等编写自定义函数的问题是实现代码会非常重复，askFor函数真的很复杂……

标签： c++ templates inheritance polymorphism virtual

【解决方案1】：

根据您的 cmets，我建议为接口提供一系列虚函数，用于您想要支持的有限类型集。在派生类中，您可以将每个重写函数的调用转发到实现所需功能的单个模板函数。

【讨论】：

【解决方案2】：

在这种情况下，标准非常简单

§14.5.2.3) 成员函数模板不应是虚拟的。 [ 例子：

template <class T> struct AA {
    template <class C> virtual void g(C); // error
    virtual void f(); // OK
};

——结束示例 ]

基本上，您将如何实现它们？ vtable 会是什么样子？

如果您只需要一种“可流式传输”的类型，我建议您查看Boost.TypeErasure 库。它可能不能完全解决您的问题，但它非常整洁。你需要类似的东西：

using Inputable = any<
    mpl::vector<
        copy_constructible<>,
        typeid_<>,
        istreamable<>
    >
>;

virtual Inputable askFor(const std::string& mesg) const = 0;

可能比这更复杂，我只玩过那个库，但是只要你清楚地定义你需要你的模板类型做什么，它就可以拥有一个虚拟的“模板”成员函数。（请注意，还有一个any_cast，所以调用者知道他想要得到什么类型，他总是可以将结果转换为它。）

【讨论】：