在模板基类中为继承类中的可选覆盖生成虚拟方法

Posted 2023-02-23

【中文标题】在模板基类中为继承类中的可选覆盖生成虚拟方法

【英文标题】：Generating virtual methods in template base class for optional override in inheriting class

【发布时间】：2020-02-20 16:39:50

【问题描述】：

我想要的是一个模板类，给定元组并用作基类，为元组中的每种元素类型提供具有默认行为的方法。这些方法应该是虚拟的，以便它们可以在继承类中被覆盖。

下面的代码正是这样做的：

#include <tuple>
#include <iostream>

struct A ;
struct B ;
struct C ;

template <typename Class, uint16_t tag>
struct def 
        using message_type = Class;
        static constexpr uint16_t class_tag = tag;
;

// (3) adding "constexpr" or "const" causes compilation failure
auto t = std::make_tuple(def<A, 0>(), def<B, 1>(), def<C, 2>());

template <typename T> // (1)
struct base_handler_t 
        virtual void h(T const& t)  std::cout << "base_handler_t\n"; 
;

template <typename ...Ts> // (2) - adding "const" to "std::tuple<Ts...>" in line below makes code work again if "t" is constant
struct base_handler_t<std::tuple<Ts...>> : public base_handler_t<typename Ts::message_type>...
        using base_handler_t<typename Ts::message_type>::h...;
;

struct service_t : public base_handler_t<decltype(t)> 
        using base_handler_t<decltype(t)>::h;
        void h(B const & b) 
                std::cout << "service_t\n";
        
;

int main() 
        service_t n;
        n.h(A());
        n.h(B());

在找到破坏代码的准确和最小示例后进行编辑：

上面的代码在按原样输入时可以正常工作，但是如果注释(3)（关于将constexpr 添加到t 的定义）下面的行更改为：

const auto t = std::make_tuple(def<A, 0>(), def<B, 1>(), def<C, 2>());

或

constexpr auto t = std::make_tuple(def<A, 0>(), def<B, 1>(), def<C, 2>());

代码编译失败。编译器声称：

x.cc: In function ‘int main()’:
x.cc:35:16: error: no matching function for call to ‘service_t::h(A)’
   35 |         n.h(A());
      |                ^
x.cc:28:14: note: candidate: ‘void service_t::h(const B&)’
   28 |         void h(B const & b) 
      |              ^
x.cc:28:26: note:   no known conversion for argument 1 from ‘A’ to ‘const B&’
   28 |         void h(B const & b) 
      |                ~~~~~~~~~~^
x.cc:18:22: note: candidate: ‘void base_handler_t<T>::h(const T&) [with T = const std::tuple<def<A, 0>, def<B, 1>, def<C, 2> >]’
   18 |         virtual void h(T const& t)  std::cout << "base_handler_t\n"; 
      |                      ^
x.cc:18:33: note:   no known conversion for argument 1 from ‘A’ to ‘const std::tuple<def<A, 0>, def<B, 1>, def<C, 2> >&’
   18 |         virtual void h(T const& t)  std::cout << "base_handler_t\n"; 
      |                        ~~~~~~~~~^

我假设当涉及到模板时，如果从常量或变量中提取类型并没有真正的区别。

在下面（2）行更改后代码开始工作：

struct base_handler_t<std::tuple<Ts...>> : ...

到

struct base_handler_t<const std::tuple<Ts...>> : ...

为什么会这样？是因为std::tuple<Ts...> 与const std::tuple<Ts...> 不完全匹配吗？管辖此案的具体规则是什么？

提前致谢。

原始请求帮助：

在原始代码中，每种类型（上面示例中的 A、B 和 C）的基本方法都是在“service_t”类中手动定义的。我试图完全按照上面的例子解决这个问题。只要所有方法都存在，代码仍然可以正常工作。一旦我注释掉单个方法，我就会收到错误，即没有可以调用的匹配方法，然后是可能匹配的列表。具有参数std::tuple<def<.... 的方法匹配等等 - 似乎在我上面的 sn-p 中一切正常（因此为每个元组元素类型生成一个方法），有 something来自匹配模板 (2) 的更大代码库，而是使用模板 (1)。

我想听听任何的想法，为什么这会失败。提前致谢。

【问题讨论】：

你能提供你失败的代码吗？

特别是，以某种方式说明“只要我注释掉单个方法”的意思。

在我们看不到的代码中很难找到错误。

是的，我知道很难在错误代码中找到你看不到的错误，这就是我寻求建议的原因。原始代码要大得多并且是专有的，这就是为什么我试图提供一个 sn-p，令我沮丧的是，它可以工作。我将尝试复制我的代码，以便尽可能地类似于原始代码。

您已经在这个网站上活跃了五年。没有人告诉你minimal complete examples？

【参考方案1】：

有

auto t = std::make_tuple(def<A, 0>(), def<B, 1>(), def<C, 2>());

decltype(t) 是std::tuple<def<A, 0>, def<B, 1>, def<C, 2>>

如果t 是const 合格：const auto t = /*..*/，那么，decltype(t) 是const std::tuple<def<A, 0>, def<B, 1>, def<C, 2>>。

所以对于base_handler_t<decltype(t)>，base_handler_t<const std::tuple<def<A, 0>, def<B, 1>, def<C, 2>>> 只匹配主模板定义，而不是你的专业。

您可以改用 base_handler_t<std::remove_const_t<decltype(t)>> 或 base_handler_t<std::decay_t<decltype(t)>>（删除引用，然后删除 cv 限定符）

【讨论】：

好的，我明白了。我只是认为模板不会查看传递类型的 CV 限定（或任何你称之为的），因为例如您不能使用完整的非常量类型声明模板。这完全回答了我的问题，谢谢。

@JędrzejDudkiewicz：你如何实现/使用像std::is_const、std::remove_const这样的特征……

这仍然适用于我的这个想象世界，因为即使类型是 CV 限定的（并且可以是指针、引用等），如果它比匹配更好，它也会匹配没有这些的类型包罗万象，当作为简单模板 传递时，它会保留这些属性，以便以后可以使用 - 但是，是的，我想这不是经过深思熟虑的。永远感谢您的解释和快速课程:)