c++ - 基础/派生模板类类型

Question

我有一个围绕 std::vector 构建的模板类.看起来……

template <class T>
class Vector {
public:
    std::vector<T> vec;

    // Constructors...
    // Operator overloads...
    // Methods...
    // etc.
};

我想创建一个派生模板类，ComplexVector这将要求数据类型为 std::complex<T> ，当然我想重用我在类 Vector 中创建的方法、运算符重载等。 .

问题是似乎有两种方法可以做到这一点。

1) 强制声明std::complex<T>作为模板类型。

ComplexVector< std::complex<float> > myVec;

2) 声明ComplexVector仅使用标量类型，然后传递 std::complex输入 Vector构造函数。

ComplexVector<float> myVec;
// Constructor
ComplexVector<T>::ComplexVector() : Vector< std::complex<T> >

选项 1 在开发软件方面要简单得多，但对用户来说却很丑陋，而选项 2 对用户来说要好得多。我想做选项 #2，但我担心它会如何运作。

如果我通过 std::vector<T>到基类的构造函数，这只会改变构造函数的作用，还是整个模板将从类型 T 开始？至 std::complex< T > ？

如果不是全部转换成std::complex<T> ，这是否意味着我必须重载 Vector 中的所有方法？

Answer 1

模板化类型定义

如果你真的不想特化，你可以像这样简单地使用模板化的 typedef:

template <typename T>
using ComplexVector = Vector<std::complex<T>>;

然后用户可以使用 ComplexVector<float>它会正确地代表 Vector<std::complex<T>> .
这是一个非常简单的解决方案，不太适合您的需求。查看以下针对您的特定问题的解决方案。

模板继承

如果您的目标是仅在 T 时更改特定方法是std::complex<U> , 你必须继承 Vector像这样:

template <typename T>
class Vector
{
    public:
    bool is_complex() { return false; }
};

template <typename U>
class ComplexVector : Vector<std::complex<U>>
{
  public:
    bool is_complex() { return true; }
};

这还允许您添加仅适用于 complex 的方法基于 vector 。

为 ComplexVector 添加方法只有

如果你想能够“增强”ComplexVector ，你可以这样做:

#include <iostream>
#include <complex>

template <typename T>
class Vector
{
  public:
    bool is_complex() { return false; }
};

template <typename U>
class ComplexVector : Vector<std::complex<U>>
{
  public:
    bool is_complex() { return true; }
    bool only_for_complex() { return true; } // Only in ComplexVector
};

int main() {
  Vector<float> float_vec;
  ComplexVector<float> complex_vec;

  std::cout << "Is float_vec complex? " << float_vec.is_complex() << "\n";
  std::cout << "Is complex_vec complex? " << complex_vec.is_complex() << "\n";

  // The following line doesn't compile
  // std::cout << "Is only_for_complex method in float_vec? " << float_vec.only_for_complex() << "\n";
  std::cout << "Is only_for_complex method in complex_vec? " << complex_vec.only_for_complex() << "\n";

  return 0;
}

Working demo here

使用小型特征来检查类型

使用一些模板，我们可以创建一个小助手来确定给定类型是否为 ComplexVector或不。如果您想在模板繁重的环境中安全地调用特定方法，这可能会派上用场:

// For any type T, value is false.
template <typename T>
struct is_complex_vector
{
    static const bool value = false;
};

// We specialize the struct so that, for any type U,
// passing ComplexVector<U> makes value true
template <>
template <typename U>
struct is_complex_vector<ComplexVector<U>>
{
    static const bool value = true;
};

is_complex_vector<typeof(float_vec)>::value; // is false
is_complex_vector<typeof(complex_vec)>::value; // is true

Here is another small demo to demonstrate this behavior in practice
value将在编译时确定。这可以让你使用一些 SFINAE技巧，以便更好地控制程序的流程。 (或者，如果您使用的是 constexpr if，则可以使用 C++17。)