c++ - 继承和模板参数

Question

我有一个关于模板参数的相当简单的问题。我正在编写一个类调度程序，它使用如下列表:

list<PartitionT<CompareJobReady, CompareJobRunning> > partitions;

PartitionT 是一个使用 priority_queues 的模板化类，我想使用比较器类对这些队列进行参数化。 CompareJobReady 和 CompareJobRunning 是这些类(它们实现了特定的 operator())。

无论如何，由于 PartitionT 是一个模板类，我希望能够传递任何类型的比较器类。特别是，我定义了两个附加类，即 CompareJobReadyEDFVD(继承自 CompareJobReady)和 CompareJobRunningEDFVD(继承自 CompareJobRunning)。

我现在真正想做的是能够写出这样的东西:

list<PartitionT<CompareJobReady, CompareJobRunning> > *p = new list<PartitionT<CompareJobReadyEDFVD, CompareJobRunningEDFVD> >();

但是编译器告诉我转换是不可能的。我的问题的最佳解决方案是什么？

Answer 1

标准库的容器类拥有它们的元素。也就是说，如果您有:

class Base {};
class Child : public Base {};

std::list < Base > myList;
std::list < Base > *pMyList;

然后是myList的元素只能作为(引用)类型的对象访问 Base .您可以存储 Base 类型的元素(例如 push_back 、 emplace_back )并获取(例如 front 或通过迭代器)的引用/拷贝，例如，参见 cppreference/list .我们来看看push_back :

void push_back(const value_type&);

在哪里value_type是您传递给 std::list 的第一个模板参数.在您的情况下，即 PartitionT < CompareJobReady, CompareJobRunning > ，或者在上面的示例中，它是 Base . push_back实际上复制您传递的参数并使该拷贝成为一个新元素。这是为什么？因为新元素可以归列表所有。当列表本身被销毁时，列表可以销毁此元素，如果您移动/交换两个列表，则将其传递给另一个列表。如果该元素未被复制并从外部销毁，则列表将包含一个已销毁的元素 - 这将破坏列表提供的保证(并且不会很好)。

另一个例子(简化，不是很准确):list通过分配器为其元素分配内存。这里的默认分配器是 std::allocator<Base> .它只为存储 Base 类型的对象所需的元素分配内存。 .

当你做类似 pMyList = new std::list < Child >; 的事情时，右侧导致“指向 std::list<Child> 的指针”，而左侧的类型为“指向 std::list<Base> 的指针”。这两种类型是无关的，如std::list<Base> 不继承或定义对 std::list<Child> 的转换。有一些原因说明这很好，其中之一是泛型编程需要知道它处理的是什么类型。多态性是一种抽象，因此您不必(也不能)在编译时知道您正在处理的是什么类型。

C++ 中的多态性通过指针或引用起作用。所以如果你想安排一些Child列表中的对象与此类型无关(例如，它只知道 Base 类型)，您必须将它们存储为指针:

std::list < std::shared_ptr<Base> > myList2;

myList2.push_back( new Child );    // better not use, there's a caveat (1)

// approach w/o this caveat
std::shared_ptr<Base> pNewChild( new Child );    // or make_shared
myList2.push_back( pNewChild );

注意我使用了 shared_ptr在这里，您也可以使用 unique_ptr如果这更适合你的目的，但你不应该使用原始 ptrs:因为这个 myList2拥有它的 shared_ptr元素和 shared_ptr持有共享所有权的对象(Base 类型)，myList2间接拥有 Child您在列表中存储指针的对象。由于原始指针不表示所有权，例如，谁负责销毁它们并不明显。阅读更多关于 "Rule of Zero" 的信息.

(1) 有一个注意事项，参见boost尽管它不会影响此示例。

---

如果您真的想通过在某处选择 Comparer 类来进行泛型编程，您“必须坚持编译时间”:您的列表类型(*p 的类型)不应固定为 list<Base>而是通用的(使用模板)，并且您在其上使用的所有算法也必须是通用的。您不能(简单地*)混合泛型编程和运行时类型选择，因为泛型编程就是在编译时创建代码。

*有一个 hack 允许它，滥用 RTTI，因此非常慢。