c++ - 在继承中更改成员类型

Question

给定一个基类 Base，它有两个派生类 DerA 和 DerB，派生类是否可以有一个成员变量用于在 Base 成员函数中，但每个类的类型不同吗？

class Base {
    * a // Declare a as *something*, so it can be used by "doWork"

    template <typedef T>
    void doWork(T b) { // Add another value to "a" which is of its same type
        a += b; // For example; an operation that works on "a", no matter what numeric type it is
    }
}

class DerA : public Base {
    // Make "a" an int
}

class DerB : public Base {
    // Make "a" a float
}

在实践中，a 将是一个基本结构，而 DerA 和 DerB 将具有基本结构的派生版本(派生类将每个都有一个特定于其用途的结构派生形式，但每个都必须对 a 执行简单操作，因此当我只能使用 a 时，为每个派生复制/粘贴该简单函数似乎毫无意义模板函数)。我只会键入 a 作为基本结构类型，但随后我无法访问每个派生结构具有的各种专用成员函数和变量(如果我正确理解继承的话)。

如果这个问题是重复的，我很抱歉，但我不知道这种品质会被称为什么，所以谷歌搜索没有结果。

Answer 1

您可能需要的是 CRTP .

template<class D>
struct Base {
  D* self() { return static_cast<D*>(this); }
  D const* self() const { return static_cast<D*>(this); }
  template<class T>
  void doWork(T b) {
    self()->a += b;
  }
};
struct DerA : public Base<DerA> {
  int a;
};
struct DerB : public Base<DerB> {
  double a;
};

这里我们将派生类型传递给我们的基类。在基类中，您可以使用 self()-> 访问派生类型中的字段。这允许基本上完全访问派生类型，同时让我们在基类中共享代码。

请注意，您不能通过这种方式将 DerA 和 DerB 作为 Base 传递。如果你想要那样，你需要一个virtual方法doWork，而virtualtemplate方法不存在。

CRTP代表奇怪的重复模板模式，我想这个名字是因为它很奇怪，它涉及重复一个类型，并且它不断出现在奇怪的角落是有用的。

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类型删除可能也不起作用，因为您希望从代码库中的两个不同位置分派(dispatch)类型删除(双重分派(dispatch)问题:您需要支持类型的集中列表来执行笛卡尔积类型) .

要对此进行扩展，为了支持 a+=b 其中 a 和 b 都是任意类型，您必须扩展遍历所有类型两次，包括在编译单元中的同一位置永远不会相互可见的类型。这是不可能的。

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如果您需要一个公共(public)基础，并且只有一些类型可以传递给doWork，那么您可以这样做:

struct Base {
  virtual void doWork( double ) = 0;
  virtual void doWork( int ) = 0;
  virtual void doWork( long long ) = 0;
};

template<class D>
struct Base_helper:Base {
  D* self() { return static_cast<D*>(this); }
  D const* self() const { return static_cast<D*>(this); }
  template<class T>
  void doWork_impl(T b) {
    self()->a += b;
  }
  void doWork( double x ) override { doWork_impl(x); };
  void doWork( int x ) override { doWork_impl(x); };
  void doWork( long long x ) override { doWork_impl(x); };
};
struct DerA : public Base_helper<DerA> {
  int a;
};
struct DerB : public Base_helper<DerB> {
  double a;
};

请注意，doWork 的每个版本都必须有效才能调用每个 Der，因为 Base_helper 会实例化所有这些。

如果传递给 doWork 的类型是无界的，而 Der 的类型是有界的，那么您只能反向执行上述操作。然而，它变得尴尬。在这种情况下，您最好的选择是使用 boost::variant 类型的解决方案。