Kann Template-Polymorphismus in C das Verhalten von Basisklassen erben?

Vorlagenpolymorphismus: Die Einschränkungen verstehen

In der objektorientierten Programmierung stellt Vererbung einen Mechanismus für Polymorphismus bereit, der es abgeleiteten Klassen ermöglicht, zu erben und zu überschreiben Methoden aus Basisklassen. Ein ähnliches Konzept kann auf Vorlagen in C angewendet werden, eine leistungsstarke Funktion, die die Wiederverwendung von Code ermöglicht, indem sie einen generischen Entwurf für verschiedene Typen bereitstellt. Im Gegensatz zur Vererbung ist der Vorlagenpolymorphismus jedoch nicht in der Sprache verankert.

Das Problem: Nicht übereinstimmende Funktion

Beim Versuch, einen Klassenvorlagenkonstruktor mit einem Parameter zu verwenden Wenn es sich um eine abgeleitete Klasse des erwarteten Vorlagenparameters handelt, tritt der Fehler „Keine passende Funktion“ auf. Dies liegt daran, dass Vorlagen das Verhalten ihrer Basisklassen nicht automatisch erben.

Grundlegendes zur Nicht-Kovarianz von Vorlagen

Vorlagen in C sind nicht kovariant, was bedeutet, dass sie dies nicht tun erben die Beziehungen zwischen ihren Parametern. Mit anderen Worten, T wird nicht als Spezialisierung von T betrachtet, auch wenn B von A erbt.

Konsequenzen der Nicht-Kovarianz

Die Das Fehlen einer Template-Kovarianz gewährleistet die Typsicherheit. Betrachten Sie das folgende Beispiel:

<code class="cpp">class Fruit {...};
class Apple : public Fruit {...};
class Orange : public Fruit {...};
std::vector<Apple> apple_vec;
std::vector<Fruit> &fruit_vec = apple_vec;
fruit_vec.push_back(Orange()); // Type mismatch</code>

Wenn Vorlagen kovariant wären, würde der obige Code das Hinzufügen einer Orange zum Apfelkorb ermöglichen, was die Typsicherheit gefährden würde.

Lösungen

Um das Problem zu beheben, können Sie entweder:

• Eine statische Zusicherung verwenden: Erzwingen, dass die abgeleitete Klasse zur Kompilierungszeit für die Vorlage gültig ist.
• Verwenden Sie einen generischen Parameter:Führen Sie einen generischen Parameter ein, der jede abgeleitete Klasse des erwarteten Vorlagenparameters akzeptiert.

Alternative Ansätze in anderen Sprachen

Einige Sprachen, wie Java und C#, bieten Mechanismen für Template-Kovarianz. Allerdings fehlt C diese Funktion aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Typsicherheit.

Fazit

Template-Polymorphismus ist ein wertvolles Werkzeug in C, aber es ist wichtig, seine Einschränkungen zu verstehen und Vermeiden Sie Annahmen über Vererbungsbeziehungen zwischen Vorlagenparametern. Die oben beschriebenen Lösungen bieten praktische Alternativen, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen und gleichzeitig die Typensicherheit aufrechtzuerhalten.

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