具有接口(interface)和默认实现的 C++ 继承

Question

我不确定如何称呼此继承方案，但我正在尝试使用具有默认实现的 cloneable 接口(interface)。不过，我在获取正确的方案时遇到了一些问题。

我在某种程度上基于 C# 中定义的可克隆接口(interface)。

首先我有我的接口(interface)和默认实现:

template<class BaseType>
class ICloneable
{
public:
    virtual std::shared_ptr<BaseType> Clone() const = 0;
};

template<class BaseType, class DerivedType>
class Cloneable : public ICloneable<BaseType>
{
public:
    virtual std::shared_ptr<BaseType> Clone() const
    {
        return std::shared_ptr<BaseType>(new DerivedType(*(DerivedType*)this));
    }
};

我的愿望是有如下方案。

// A pure virtual base interface
class Base : public ICloneable<Base>
{
public:
    virtual void SomeFunc() = 0;
}

// Another implementation
class Imp1 : public Base, Cloneable<Base, Imp1>
{
    public:
        virtual void SomeFunc() {}
}
// An implementation
class Imp2 : public Cloneable<Base, Imp2>
{
    public:
        virtual void SomeFunc() {}
}

如果我有一个 `std::shared_ptr' 对象的列表，我可以在我想进行深度复制时调用 Clone 函数，而不必在每个实现中手动编写该函数。

现在我知道 Imp 是一个抽象类，这并不让我感到惊讶。 任何人都知道如何让这个默认实现想法发挥作用？关键是不必为每个实现手动编写克隆函数。这可能不可行，但我没有想法去尝试。

Answer 1

您可以执行以下操作:

#include <memory>

template<typename InterfaceType_>
struct ICloneable
{
    using InterfaceType = InterfaceType_;

    virtual ~ICloneable() = default;

    virtual std::shared_ptr<InterfaceType> clone() const = 0;
};

template<typename T, typename Base = ICloneable<T>>
struct CloneableMixin : public Base
{
    using InterfaceType = typename Base::InterfaceType;

    // With the following line uncommented, code does not compile in MSVC
    //using typename Base::InterfaceType;

    std::shared_ptr<InterfaceType> clone() const override
    { return std::make_shared<T>(*static_cast<const T*>(this)); }
};

现在，它可以按如下方式使用:

struct SomeBaseClass : public CloneableMixin<SomeBaseClass> { /*...*/ };

struct SomeDerivedClass : public CloneableMixin<SomeDerivedClass, SomeBaseClass> { /*...*/ };

两个注意事项:

• 为了能够访问ICloneable的InterfaceType_模板参数，需要将其设为模板别名，然后使用using typename Base::InterfaceType(因为它是模板参数依赖类型)。

• 我已经为 CloneableMixin 的 Base 模板参数提供了默认类型 - 这允许将它用于基类，您希望为其设置 克隆实现。

此外，还有两条不相关的评论:

• 您不需要键入 virtual - 这是隐含的。在末尾添加 override 是个好主意(这确保该方法实际上覆盖了某些东西，否则编译器会报告错误)。

• 您可以考虑使用 std::make_shared而不是 new。