在成员数据中使用模板参数的模板类的基类指针

Posted 2023-02-22

【中文标题】在成员数据中使用模板参数的模板类的基类指针

【英文标题】：Base class pointer for a template class that uses template parameter in member data

【发布时间】：2017-04-29 10:44:01

【问题描述】：

对于下面的模板类

template <class T> class Arbitrary 
protected:
    vector<T> ObjectArray;
public:
    Arbitrary()   
;

我希望能够拥有一个基类指针向量，我知道我需要使用接口类但我无法让它工作，任何建议将不胜感激。

【问题讨论】：

“无法正常工作”是什么意思？您到底尝试过做什么，发生了什么，遇到了什么错误，...

我不知道该怎么做，我知道我最终想写 vector name;

因为Arbitrary 是一个模板类型，所以你只能执行vector<Arbitrary<int>*> name; 之类的操作，或者使用std::any 或std::variant 之类的操作

【参考方案1】：

[..]我最终想写vector<Arbitrary*> name;

Arbitrary 是一个模板，而不是一个类型。要从中“获取”一个类型，您需要将其“应用”到另一种类型（如int）。这会给你Arbitrary<int> 作为“结果”类型。这个过程称为模板实例化。

如果你想要一个包含任何可能类型的对象的向量，这些对象可能已经从模板Arbitrary 实例化，那么你需要给它们一个通用类型（这样每个对象“都是”该通用类型的对象） .这是因为std::vector 只存储单一类型的对象。

要让对象“行为”（在某种类型的意义上）不同，即使它们“具有”一个通用类型，您需要使它们（或者更确切地说是它们的通用类型）多态 .这是通过给公共类型一些virtual 函数来完成的。 （而且由于您想通过公共类型公开的“接口”删除/破坏对象，您需要使析构函数成为虚拟！）

struct ArbitraryBase 
  // Add "common interface" functions here, as virtual
  virtual ~ArbitraryBase() = 0; // pure virtual to avoid creating objects
;
inline ArbitraryBase​::~ArbitraryBase() 

template<typename T>
struct Arbitrary : ArbitraryBase 
  // whatever
;

现在，要真正能够使用该多态属性而不是成为对象切片的受害者，您需要使用引用或指针语义：

std::vector<ArbitraryBase *> objects;

如果objects 向量应该拥有对象的所有权，您应该考虑使用智能指针，而不是原始指针，例如std::unique_ptr<ArbitraryBase>，否则使用std::reference_wrapper<ArbitraryBase>，以防对象的生命周期得到可靠处理用别的东西。

但如果你不在ArbitraryBase 中添加任何通用接口（更多虚拟成员函数），那么你基本上是在重新发明std::any / boost::any。所以最好改用那些经过良好测试的实现。

【讨论】：

谢谢，我正在使用更多的虚拟成员函数。如何处理属于 T 的函数的虚成员函数，即 virtual void function(T)

你不能有这样的成员函数。 T 对从 Arbitrary 实例化的所有类型来说都是“通用的”。实际上 - 假设没有模板专业化 - T 是所有这些类型的不同之处。