c++ - 重载函数和继承

Question

如果我使用给定的类MyClass或任何派生类MyClassDer调用它，我正在尝试重载一些模板函数以执行特定的操作。这是代码：

#include <iostream>

struct MyClass {
    virtual void debug () const {
        std::cerr << "MyClass" << std::endl;
    };
};

struct MyClassDer : public MyClass {
    virtual void debug () const {
        std::cerr << "MyClassDer" << std::endl;
    };
};

template <typename T> void  func  (const T& t) {
    std::cerr << "func template" << std::endl;
}

void func (const MyClass& myClass) {
    std::cerr << "func overloaded" << std::endl;
    myClass.debug ();
}


int main(int argc, char **argv) {
    func (1);
    MyClass myClass;
    func (myClass);
    MyClassDer myClassDer;
    func (myClassDer);
}

输出是：

func template
func overloaded
MyClass
func template

func (myClassDer)调用模板函数而不是void func (const MyClass& myClass). 我该怎么做才能获得预期的行为？

谢谢

score 11 · Accepted Answer

这就是重载解析的工作原理。当查找完成时，它会同时找到模板和函数。然后推导出模板类型并开始重载决议。在类型参数的情况下，MyClass两个候选者是：

void func<MyClass>(MyClass const&);
void func(MyClass const&);

对于参数来说，这同样是很好的匹配，但第二个是非模板是首选。在这种情况下MyClassDer：

void func<MyClassDer>(MyClassDer const&);
void func(MyClass const&);

在这种情况下，第一个是比第二个更好的候选者，因为第二个需要派生到基础的转换并且被选中。

有不同的方法可以直接调度以命中您的代码。最简单的只是强制参数的类型为MyClass，从而回退到原始情况：

func(static_cast<MyClass&>(myClassDer));

虽然很简单，但这需要在任何地方完成，如果你只在一个地方忘记，就会调用错误的东西。其余的解决方案很复杂，您可能要考虑只提供不同的函数名称是否更好。

当类型派生自以下时，其中一个选项是使用 SFINAE 禁用模板MyClass：

template <typename T>
typename std::enable_if<!std::is_base_of<MyClass,MyClassDer>::value>::type
func(T const & t) { ... }

在这种情况下，在查找之后，编译器将执行类型推导，它会推导T为MyClassDer，然后它会评估函数的返回类型（SFINAE 也可以应用于另一个模板或函数参数）。is_base_ofwill yield并且不会有嵌套类型false。enable_if函数声明格式不正确，编译器将删除它，将解析集保留为单个候选者，即非模板重载。

另一种选择是提供单个模板接口，并使用标签调度在内部调度模板或重载（使用不同的名称）。这个想法是相似的，你评估模板内的特征并调用一个函数，该函数具有从该评估生成的类型。

template <typename T>
void func_impl(T const&, std::false_type) {...}
void func_impl(MyClass const&, std::true_type) {...}

template <typename T>
void func(T const &x) { 
   func_impl(x,std::is_base_of<MyClass,MyClassDer>::type()); 
}

还有其他选择，但这是两个常见的选择，其余的主要基于相同的原则。

再次考虑问题是否值得解决方案的复杂性。除非调用func本身是在通用代码中完成的，否则函数名称的简单更改将解决问题，而不会不必要地增加您或其他维护者可能难以维护的复杂性。

score 4 · Accepted Answer

为什么您的代码不起作用：请参阅@David 的出色解释。为了让它工作，你可以通过添加一个隐藏的模板参数来使用 SFINAE（“Substition Failure is not an Errro）Requires（名称仅用于文档目的）

template <
     typename T, typename Requires = typename 
     std::enable_if<!std::is_base_of<MyClass, T>::value, void>::type 
> 
void  func  (const T& t) {
    std::cerr << "func template" << std::endl;
}

T这将在等于或派生自时禁用此模板进行重载解析MyClass，并改为选择常规函数（将对其执行派生到基础的转换，与模板参数推导相反，模板参数推导仅考虑完全匹配）。您显然可以玩弄这个并在其中添加几个具有非重叠条件的std::enable_if重载，以便对将考虑的函数重载进行细粒度选择。但要小心，SFINAE 是微妙的！

活生生的例子。

注意：我使用 C++11 语法编写了我的 SFINAE，使用函数模板的默认模板参数。在 C++98 中，您需要添加常规默认参数或修改返回类型。

score 3 · Accepted Answer

您可以使用 SFINAE：

#include <type_traits>

template <typename T>
void func (const T& t, typename std::enable_if<!std::is_base_of<MyClass, T>::value>::type * = nullptr) {
    std::cout << "func template" << std::endl;
}

template <
    typename T
    , typename = typename std::enable_if<std::is_base_of<MyClass, T>::value>::type
>
void func (const T& t) {
    std::cout << "func overloaded" << std::endl;
    t.debug ();
}

如果您没有 C++11，boost 提供相同的功能。

活生生的例子

编辑

这应该在没有 C++11 的情况下工作（使用 boost）：

#include "boost/type_traits.hpp"

template <typename T>
void func (const T& t, typename boost::enable_if<!boost::is_base_of<MyClass, T>::value>::type * = 0) {
    std::cout << "func template" << std::endl;
}

template <typename T>
void func (const T& t, typename boost::enable_if<boost::is_base_of<MyClass, T>::value>::type * = 0) {
    std::cout << "func overloaded" << std::endl;
    t.debug ();
}

score 1 · Accepted Answer

多态性发生在运行时，但选择重载函数发生在编译时。

因此，在编译时接受的最佳重载MyClassDer是

func<MyClassDer> (const MyClassDer& t)

而不是

func<MyClass> (const MyClass& t)

然后编译器选择第一个。

解决该问题的一种可能性是：

func(static_cast<MyClass&>(myClassDer));

score 0 · Accepted Answer

0

MyClass *myClassDer = new MyClassDer;
func(*myClassDer);
delete myClassDer;

于 2013-09-24T12:56:46.860 回答

score 0 · Accepted Answer

您将需要使用多态性来调用您的模板函数。您需要对基类的引用：

int main(int argc, char **argv) {
    func (1);
    MyClass myClass;
    func (myClass);
    MyClassDer myClassDer;
    MyClass* mc = &myClassDer;
    func (*mc);
}

更多多态性示例和详细信息here

score 0 · Accepted Answer

这是因为您的重载函数的签名是，

void func (const MyClass& myClass)
{
    std::cerr << "func overloaded" << std::endl;
    myClass.debug ();
}

即它想要MyClass作为它的参数并且你使用它来调用它MyClassDer。所以在编译时它会解析其他重载函数并与之链接。由于另一个函数是模板化的，编译器与它链接没有问题。

所以如果你想传递一个MyClassDer对象，你仍然可以使用多态来做到这一点。

MyClass *myClassDer = new MyClassDer;
func(*myClassDer);

score 0 · Accepted Answer

只需将其转换为基本类型：

MyClassDer myClassDer;
func(static_cast<MyClass&>(myClassDer));

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