c++ - 实现模板化模板方法

Question

注意:下面的问题是关于Template Method Design Pattern的和 C++ 函数模板。为区分两者，我将在提及设计模式时使用斜体，在提及 C++ 模板时使用粗体。

模板方法模式的思想是让算法的各个部分可以互换。这通常是通过继承实现的，其中子类提供插入基类算法的具体实现。但是，如果 Hook 方法需要是模板，这将不起作用，因为模板不能是虚拟的。这是一个无法编译的简单示例:

class Base
{
public:

    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted;
    }

protected:
    //compile error "member function templates cannot be virtual"
    template <typename T>
    virtual T ConvertInput(T input) = 0;
};

class Derived : public Base
{
protected:
    template <typename T>
    T ConvertInput(T input)
    {
        return 2 * input;
    }
};

int main()
{
    Derived d;
    d.doSomething(3);
}

有没有办法实现使用函数模板 Hook 的模板方法？

我对在任何地方使用 Base 类作为类型不感兴趣。我将始终使用具体的特定类型来实现最大的编译时优化。所以这个问题的另一种表述是:如何创建多个类 Derived-1 .. Derived-n，它们具有在实现中共享通用代码框架的函数模板？

Answer 1

听起来像是 CRTP 的一个很好的用例.将 Base 定义为类模板，并将派生自它的类型作为模板参数。在 Base 的方法中，您可以向下转换为派生类型:

template<typename Derived>
struct Base
{
    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = static_cast<Derived*>(this)->ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted << std::endl;
    }
};

然后定义派生类型，例如:

struct Square : Base<Square>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t*t;
    }
};

struct Sum : Base<Sum>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t+t;
    }
};

用法非常简单:

Square sq;
Sum sum;
sq.doSomething(3);
sum.doSomething(3);

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