c++ - 如何绕过模板化成员函数不能为虚函数的限制进行设计

Question

我遇到了一个设计问题(在 C++ 中)，我希望(非模板类的)模板化成员函数是虚拟的，并且想知道是否有一个好的、优雅的方法来解决这个问题。

场景是这样的，我有机器可以处理通用项目。我为 机器 使用了一个抽象基类，带有一个虚拟的 process(Item) 函数，这样每台机器都可以定义自己独特的处理方法。问题在于这些项目也是“通用的”，因为它们公开了特定的接口(interface)以供处理。出于某些原因(主要是为了性能......没有 vtable 开销)，我想对这些项目使用编译时多态性。这样现在每台机器都会有一个像这样的界面:

class Machine
{ public:
    template <typename T>
    virtual void process(T& item) = 0; 
};

然而，这在 C++ 中是不可能的，因为模板化的成员函数不能是虚函数。当然，我可以使机器类在 Item 类型 T 上模板化，但这在更大的设计方案中让我更加头疼，而且 Machine 类的其他部分实际上没有依赖于 Item ...它只是 process() 函数的一个参数.

是否有更好的解决方法或关于如何提供处理通用项目系列(其中项目使用编译时多态性)的此类通用机器系列的任何建议。就我的设计而言，我是否已经走到尽头了。

感谢任何建议

Answer 1

通常使用双重分派(dispatch)。

class Machine;
class Item {
public:
    virtual void bounce(Machine& mach);
};
class Machine {
public:
    template<typename T> void process(T& t);
    virtual void process(Item& i) {
        return i.bounce(*this);
    }
};
template<typename T> class CRTPItem {
public:
    virtual void bounce(Machine& mach) {
        return mach.process(*(T*)this);
    }
};
class ConcreteItem : public CRTPItem<ConcreteItem> {
public:
    // blah blah
};

在这种情况下，您不需要整个 ConcreteItem 接口(interface)的虚拟开销，并且它们不需要任何共同点，只需要一个通过继承自动为您构建的 bounce 函数来自 CRTPItem。这只是两个 vtable 调用，而不是你最初的调用，而不是需要一个 vtable 调用来调用 Item 的所有功能，并且接口(interface)仍然可以保留所有强类型，如果你可以创建虚拟模板。