如何使模板类保持继承？答案

【问题标题】：How to make the templated classes keep the inheritance?如何使模板类保持继承？
【发布时间】：2018-05-05 19:23:48
【问题描述】：

以下是我的想法的简化代码。

#include <iostream> 

struct base {
    virtual int test(){return 0;}
};

struct derived : public base {
    virtual int test(){return 1;}
};

template <typename T>
struct foo : public T {
    virtual int  bar() { return 2;}
};


typedef foo<base> foo_base;
typedef foo<derived> foo_derived;

int main(int argc, char ** argv) {

base * p = new derived(); //It is OK.
std::cout<<p->test()<<std::endl;

foo_base * foo_p = new foo_derived(); //It is not OK 
std::cout<<foo_p->bar()<<std::endl;

foo_base * foo_p2 =(foo_base *)(new foo_derived()); //It is working 
std::cout<<foo_p2->bar()<<std::endl;

delete foo_p2;
delete foo_p;
delete p;

return 0;
}

由于模板更改了类继承，我知道这是不行的。有没有一种优雅的方法可以在应用模板后使继承保持不变？

更具体地说，是否可以在foo<base> 和foo<derived> 之间构建继承，例如，通过使用一些代理模板或特殊模式（如 CRTP）在模板实例化后重建相同的继承？

【问题讨论】：

不清楚你在问什么。如果您使用base *，它将适用于您的所有示例。 “使继承保持不变”是什么意思？一样什么？
foo<base> 和 foo<derived> 是完全不相关的类。两者都继承自base，因此将指针转换为base* 是可以的。首选 static_cast 和 dynamic_cast，不要使用 C 风格的强制转换。然后编译器将帮助您防止无效转换。
简短的回答是：不，没有。 C++ 中的模板不是这样工作的。当您说“应用模板”时，您会偏离轨道。模板不会被“应用”。他们被实例化。实例化意味着创建了一个新类。例如，类的名称恰好是foo<base>。但它是一个类，从根本上说，它与一个名为 foo 或 bar 的类没有什么不同。现在，以您的示例为例，删除模板并显式创建两个名为 A 和 B 的类来代替 foo<base> 和 foo<derived>，您将能够自己回答您的问题。
@super 对我不清楚的表达感到抱歉。我知道如果对所有指针都使用 base * ，就不会有问题。但是，代码只是真实代码的简化版本。我想将模板中的bar等一些函数添加到原始框架中，并希望通过使用命名空间别名（例如using base = myns::foo_base）将所有（base *）替换为（foo_base *），只是为了保持原代码不变。在这种情况下，我找不到一种简单的方法来即时进行更改。
@SamVarshavchik，感谢您的回复。事实上，我不太同意你的观点，即实例化后 A 和 B 不相关。在 C_style cast 之后，或者使用 reinterpret_cast 之后，你会发现 foo_derived 确实可以使用，如果你尝试 foo_p2->test()，它会返回 1，正如我们所期望的那样。

标签： c++ templates inheritance

【解决方案1】：

正如Sam Varshavchik 在 cmets 中所说，您无法完全自动化此过程，因为 C++ 没有反射，因此无法列出基类。但是，您已经走上了typedefing 模板实例化的路线，这是您自己列出基类的理想场所（在 cmets 中突出显示的问题）：

struct base {
    // Don't forget the virtual destructor for polymorphic destruction
    virtual ~base() = default;

    virtual int test() const { return 0; }
};

struct derived : base {
    int test() const override { return 1; }
};

// U... is the list of thebase classes for T
template <typename T, typename... U>
struct foo : T, foo<U>... {
    //        ^^^^^^^^^^^ Inheritance is mirrored here

    virtual int bar() const { return 2; }
};

// base has no base class
typedef foo<base> foo_base;

// derived has one base class, base.
typedef foo<derived, base> foo_derived;

Live example on Coliru

【讨论】：