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c++ - 将模板类的实例添加到向量 (C++)

问题描述

在下面的代码中，我在尝试推fooBaz送到v. 这让我感到惊讶，因为Baz它是Bar.

为什么这是不允许的，如果想将多个Foo实例（以从同一基类派生的类为模板）放入向量中，我该怎么办？

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
class Foo {};

struct Bar {};
struct Baz : public Bar {};

int main() {
  
  Foo<Bar> fooBar;
  Foo<Baz> fooBaz;
  
  std::vector<Foo<Bar>> v;
  v.push_back(fooBar);
  v.push_back(fooBaz);

  return 0;
}

标签： c++templatesgenericspolymorphism

解决方案

Java 泛型与 C++ 模板不同。

类类型的 C++ 值与类类型的 Java 引用变量不同。

您在这里遇到了这两个问题。

C++ 模板为每组模板参数生成一个新的、不相关的类型。你可以创建一个共同的基础，但你必须自己做。

Java 泛型在底层实际上创建了一个类。然后它在输入和输出处写入强制转换操作。

所以一个 Java 泛型，Foo<Base>并且Foo<Derived>是相关的，因为 Java 泛型实际上创建了一个Foo<Object>然后将它包装在强制转换中，并且这些强制转换Foo<Base>是Foo<Derived>兼容的。（嗯，并非总是如此Object，您使用 Java 使用的信息来标记泛型参数，以确定它为其编写 Generic 的实际类型，但这给了您这个想法）。

在 C++ 中，没有关系。（嗯，模板模式匹配给你一个编译时关系，但根本没有运行时关系）

第二个问题是您将类类型的值视为引用。在 C++ 中，aFoo是一个实际的 foo。它表示一块内存，它是该类的一个实例。在 Java 中，aFoo是一个智能指针，指向堆上某个遵守Foo协议的对象（是派生类）。

在 Java 中你不能轻易地创建一个类型的值，你也不能在 C++ 中Foo轻松地创建一个指向 a 的标记和清除智能指针。Foo

Foo<Bar> fooBar;
Foo<Baz> fooBaz;

这是两种不相关的类型。它们存储在堆栈上（自动存储）。

std::vector<Foo<Bar>> v;

这存储包含Foo<Bar>打包在一起的对象的内存缓冲区。

v.push_back(fooBar);

这会将fooBar实例从自动存储复制到vector.

v.push_back(fooBaz);

这不起作用，因为fooBar和fooBaz是不相关的类型。

现在，在反射之前，模仿 Java 在 C++ 中所做的事情是很困难的。您必须手动执行一些步骤。

首先，在手动告知时指示Foo理解继承：

struct empty_t {};
template<class T, class Base=empty_t>
class Foo:Foo<Base> {};
template<>
class Foo<empty_t, empty_t> {
  virtual ~Foo() {}
};

struct Bar {};
struct Baz : public Bar {};


auto fooBar = std::make_unique<Foo<Bar>>();
auto fooBaz = std::make_unique<Foo<Baz, Bar>>();

std::vector<std::unique_ptr<Foo<Bar>>> v;
v.push_back(std::move(fooBar));
v.push_back(std::move(fooBaz));

这编译。

在编译时反射应该让您自动检测基类Baz并Foo<Baz>自动继承（Foo<Bases>...如果需要）。

现在，继承只是在 C++ 中处理多态性的一种方式，但我认为对于今天来说已经足够了。

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