c++ - 通过模板特化继承

coder 2024-02-18 原文

最近我发现了一个案例，在这个案例中做模板特化比真正的继承更容易。派生类只需要实现一个纯虚函数，没有自己的成员。它是这样的:

#include <iostream>

class Interface {
public:
    virtual void calculate() = 0;
    virtual float getResult() = 0;
};

class Base : public Interface {
    float result;
public:
    Base() : result(1) {};
    virtual ~Base() {};

    virtual void calculate();
    virtual float getValue() = 0; // do some very complex calculation here

    float getResult() { return result; }
};

class DerivedA : public Base {
public:
    DerivedA() : Base() {};
    ~DerivedA() {};

    float getValue();
};

class DerivedB : public Base {
public:
    DerivedB() : Base() {};
    ~DerivedB() {};

    float getValue();
};

void Base::calculate() {
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        result += getValue();
}

float DerivedA::getValue() {
    return 1;
}

float DerivedB::getValue() {
    return 1.1;
}

int main() {
    Interface * a = new DerivedA();
    a->calculate();

    Interface * b = new DerivedB();
    b->calculate();

    std::cout << "Result A: " << a->getResult() << std::endl;
    std::cout << "Result B: " << b->getResult() << std::endl;

    delete a;
    delete b;
}

这可以写成专门的模板:

#include <iostream>

class Interface {
public:
    virtual void calculate() = 0;
    virtual float getResult() = 0;
};

template<typename T>
class Base : public Interface {
    float result;
public:
    Base() : result(1) {};

    void calculate();
    float getValue(); // do some very complex calculation here

    float getResult() { return result; };
};

typedef Base<int>   DerivedA; // actually int and float are only examples
typedef Base<float> DerivedB; // and may be some much more complex types!

template<typename T>
void Base<T>::calculate() {
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        result += getValue();
}

template<typename T>
float Base<T>::getValue() {
    return 0;
}

template<>
float Base<int>::getValue() {
    return 1;
}

template<>
float Base<float>::getValue() {
    return 1.1;
}

int main() {
    Interface * a = new DerivedA();
    a->calculate();

    Interface * b = new DerivedB();
    b->calculate();

    std::cout << "Result A: " << a->getResult() << std::endl;
    std::cout << "Result B: " << b->getResult() << std::endl;

    delete a;
    delete b;
}

两个例子给出了相同的结果，我猜第二个更快，因为不需要评估虚拟表(方法 getValue() 在第二种情况下甚至可能被内联)。

所以我的问题是:使用模板特化而不是继承有什么限制？有没有我没见过的副作用？继承比模板特化有什么好处？我知道我不能像为派生类那样为专门的类创建新的成员和方法。但是，对于我只需要实现一些特定于类型的代码的此类用例，这是否可以成为一种通用的、性能更高的方法？

顺便说一句:这个模式有名字吗？

最佳答案

模板和继承不可互换。

模板表达静态多态性(即编译时的多态性)
继承允许运行时多态性:您可以操纵Base类指针并期望运行时为您调用正确的虚函数。

使用模板方法，如果您想操作 Base<> 的容器怎么办？对象(例如 std::vector<Base<??>> )并调用 calculate()在他们？你不能。

因此，尽管继承和模板都表达接口(interface)和多态性，但它们确实是不同的野兽:选择一个而不是另一个取决于您的上下文，以及您的类型将如何使用。

注意:

性能方面的考虑不应改变此选择

关于c++ - 通过模板特化继承，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25351249/

amp 43 lt float Base c++templates inheritance

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