c++ - 如何在C++中实现模板类协变？

Question

是否有可能以这样一种方式实现类模板，即如果模板参数相关，则一个对象可以转换为另一个对象？这是一个展示这个想法的例子(当然它不会编译):

struct Base {};
struct Derived : Base {};

template <typename T> class Foo {
    virtual ~Foo() {}
    virtual T* some_function() = 0;
};

Foo<Derived>* derived = ...;
Foo<Base>* base = derived;

这里的另一个问题是 Foo 是一个抽象类，用作包含返回 T& 和 T* 的函数的接口(interface)，所以我无法实现模板复制构造函数。

我正在编写一个通用的 Iterator 类，它可以容纳任何 STL 迭代器，除了类型删除之外，我还希望它是多态的，即我可以这样写:

std::list<Derived> l;
MyIterator<Base> it(l.begin());

UPD:那是我的错误，我实际上并不需要将 Foo* 强制转换为 Foo* 来实现 MyIterator，所以我认为这个问题不再实际了。

Answer 1

模板参数与您指向的对象的内容无关。没有理由这应该有效。举例说明

struct Base { };
struct Derived : Base {};

template<typename T> struct A { int foo; };
template<> struct A<Base> { int foo; int bar; };

A<Derived> a;
A<Base> *b = &a; // assume this would work
b->bar = 0; // oops!

您最终将访问a 中并不存在的整数bar!

---

好的，既然您提供了更多信息，很明显您想要做一些完全不同的事情。这是一些开场白:

template<typename T>
struct MyIterator : std::iterator<...> {
  MyIterator():ibase() { }
  template<typename U>
  MyIterator(U u):ibase(new Impl<U>(u)) { }
  MyIterator(MyIterator const& a):ibase(a.ibase->clone())

  MyIterator &operator=(MyIterator m) {
    m.ibase.swap(ibase);
    return *this;
  }

  MyIterator &operator++() { ibase->inc(); return *this; }
  MyIterator &operator--() { ibase->dec(); return *this; }
  T &operator*() { return ibase->deref(); }
  // ...

private:
  struct IBase { 
    virtual ~IBase() { }
    virtual T &deref() = 0; 
    virtual void inc() = 0;
    virtual void dec() = 0;
    // ...

    virtual IBase *clone() = 0;
  };
  template<typename U>
  struct Impl : IBase { 
    Impl(U u):u(u) { }
    virtual T &deref() { return *u; }
    virtual void inc() { ++u; }
    virtual void dec() { --u; }
    virtual IBase *clone() { return new Impl(*this); }
    U u;
  };

  boost::scoped_ptr<IBase> ibase;
};

然后你就可以把它当作

MyIterator<Base> it(l.begin());
++it; 
Base &b = *it;

您可能需要查看 any_iterator .运气好的话，您可以根据自己的目的使用该模板(我还没有测试过)。