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注意：以下问题是关于模板方法设计模式和C++ 函数模板的。为了区分两者，我将在提及设计模式时使用斜体，在提及 C++ 模板时使用粗体。

模板方法模式的思想是使算法的一部分可交换。这通常通过继承来实现，其中子类提供插入基类算法的具体实现。但是，如果钩子方法需要是模板，这将不起作用，因为模板不能是虚拟的。这是一个无法编译的简单示例：

class Base
{
public:

    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted;
    }

protected:
    //compile error "member function templates cannot be virtual"
    template <typename T>
    virtual T ConvertInput(T input) = 0;
};

class Derived : public Base
{
protected:
    template <typename T>
    T ConvertInput(T input)
    {
        return 2 * input;
    }
};

int main()
{
    Derived d;
    d.doSomething(3);
}

有没有办法实现使用函数模板钩子的模板方法？

我对在Base任何地方使用该类作为类型不感兴趣。我将始终使用具体的特定类型来实现最大的编译时优化。所以这个问题的另一种表述是：我怎样才能创建几个Derived-1 .. Derived-n具有跨实现共享公共代码框架的函数模板的类？

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2 回答 2

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听起来像是CRTP的一个很好的用例。定义Base为类模板，其派生类型作为模板参数。InsideBase的方法可以转换为派生类型：

template<typename Derived>
struct Base
{
    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = static_cast<Derived*>(this)->ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted << std::endl;
    }
};

然后定义派生类型，例如：

struct Square : Base<Square>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t*t;
    }
};

struct Sum : Base<Sum>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t+t;
    }
};

用法很简单：

Square sq;
Sum sum;
sq.doSomething(3);
sum.doSomething(3);

现场演示

于 2016-10-16T20:47:57.227 回答
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CRTP 通过将 Base 设为模板来解决您的问题。

如果T来自有限集，或者转换不是任意的，则类型擦除可以工作。

如果是有限集，请键入擦除所有派生的虚拟方法。如果是公共属性，请键入擦除该属性并虚拟化作用于它的方法。或混合物。

否则， Base 可以具有将操作作为函数对象（使用 template operator()）而不是使用 virtual 来查找它的模板方法。Derived 将模板化操作作为参数传递给 Base 方法。这基本上是没有 CRTP 的 CRTP。

于 2016-10-16T21:02:46.903 回答