这种使用模板对类层次结构进行函数重载的方式安全吗?
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【中文标题】这种使用模板对类层次结构进行函数重载的方式安全吗?【英文标题】:Is this way of function overloading for class hierarchies using templates safe? 【发布时间】:2012-07-23 22:50:35 【问题描述】:好的,这有点复杂,所以请多多包涵。 :)
我们有这个简单的类层次结构:
class A ;
class DA : public A ;
class DDA : public DA ;
我们在这些类上运行了以下函数:
void f(A x)
std::cout << "f A" << std::endl;
void f(DA x)
std::cout << "f DA" << std::endl;
void f(DDA x)
std::cout << "f DDA" << std::endl;
现在我们要添加另一个处理 DA 的函数。
(1) 第一次尝试可能如下所示:
void g(A t)
std::cout << "generic treatment of A" << std::endl;
std::cout << "called from g: ";
f(t);
void g(DA t)
std::cout << "special treatment of DA" << std::endl;
std::cout << "called from g: ";
f(t);
但是用每个类的对象来调用它显然没有预期的效果。
呼叫:
A a; DA b; DDA c;
g(a); g(b); g(c)
结果:
generic treatment of A
called from g: f A
special treatment of DA
called from g: f DA
special treatment of DA
called from g: f DA //PROBLEM: g forgot that this DA was actually a DDA
(2) 所以我们可以尝试使用模板:
template<typename T>
void h(T t)
std::cout << "generic treatment of A" << std::endl;
std::cout << "called from h: ";
f(t);
template<>
void h<>(DA t)
std::cout << "special treatment of DA" << std::endl;
std::cout << "called from h: ";
f(t);
导致:
generic treatment of A
called from h: f A
special treatment of DA
called from h: f DA
generic treatment of A //PROBLEM: template specialization is not used
called from h: f DDA
好吧,我们不使用模板特化,而是为特殊情况定义一个非模板函数怎么样? (Article 在非常令人困惑的问题上。)事实证明,它的行为方式完全相同,因为根据文章“一等公民”的非模板函数似乎丢失了,因为类型转换是必要的用它。如果它会被使用,那么我们就会回到第一个解决方案(我假设)并且它会忘记 DDA 的类型。
(3) 现在我在工作中遇到了这段代码,我觉得很花哨:
template<typename T>
void i(T t, void* magic)
std::cout << "generic treatment of A" << std::endl;
std::cout << "called from i: ";
f(t);
template<typename T>
void i(T t, DA* magic)
std::cout << "special treatment of DA" << std::endl;
std::cout << "called from i: ";
f(t);
但它似乎完全符合我的要求:
generic treatment of A
called from i: f A
special treatment of DA
called from i: f DA
special treatment of DA
called from i: f DDA
即使它需要以一种奇怪的方式调用: i(a, &a); i(b, &b); i(c, &c);
现在我有几个问题:
-
这到底是为什么?
您认为这是个好主意吗?可能的陷阱在哪里?
您还建议通过哪些其他方式进行此类专业化?
(类型转换如何适应模板部分排序等疯狂......)
我希望这是相当清楚的。 :)
【问题讨论】:
看了你一半的帖子,想问一下:多态性呢? 呵呵,好问题。可能是 3. 的最佳答案。但由于复杂的遗留原因,我遇到这个问题不是一个选择。 :)(编辑:实际上最好的方法可能是访问者,因为其目的是分离出一些功能。) 我会尝试class A public: virtual void f(); ;
,然后根据需要在派生类中提供重载。
【参考方案1】:
函数模板重载
template<typename T>
void i(T t, DA* magic)
仅当参数magic
可转换为类型DA *
时才可用。 &b
显然是这种情况,&c
也是如此,因为指向派生的指针可转换为指向基址的指针。 void *
函数模板重载始终可用,但 DA *
优先于 void *
,根据 §13.3.3.2:4:
c++11
13.3.3.2 对隐式转换序列进行排名[over.ics.rank]
[...]
4 标准转换序列按其等级排序:精确匹配比 促销,这是比转换更好的转换。具有相同等级的两个转换序列 除非以下规则之一适用,否则无法区分:
[...]
——如果类
B
直接或间接派生自类A
,则将B*
转换为A*
优于转换B*
到void*
的转换,A*
到void*
的转换优于B*
到void*
的转换。
正如您所指出的,这是一个完全可行的方案;将魔术包装在另一个模板函数中会更有意义,该函数负责使用(a, &a)
调用i
:
template<typename T>
void j(T t)
i(t, &t);
在安全方面,没问题;如果DA *
重载丢失,则void *
重载将被静默选择;这是否可取由您决定。
您也可以使用std::enable_if
在模板之间进行选择:
template<typename T>
typename std::enable_if<!std::is_base_of<DA, T>::value>::type g(T t)
std::cout << "generic treatment of A" << std::endl;
f(t);
template<typename T>
typename std::enable_if<std::is_base_of<DA, T>::value>::type g(T t)
std::cout << "special treatment of DA" << std::endl;
f(t);
【讨论】:
"void * 函数模板重载始终可用,但 DA * 优于 void *。"这些是函数重载的正常规则吗?我在哪里可以了解此偏好? @CorporalTouchy 确实是;我已经提供了对上述标准的参考。要阅读标准(或其草案),请参阅***.com/questions/7747069/…以上是关于这种使用模板对类层次结构进行函数重载的方式安全吗?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章