C 中的範本多態性可以從基底類別繼承行為嗎？

模板多態性：理解局限性

在物件導向程式設計中，繼承提供了多態性的機制，允許派生類繼承和重寫來自基底類別的方法。類似的概念可以應用於 C 中的模板，這是一個強大的功能，可以透過為不同類型提供通用藍圖來實現程式碼重用。然而，與繼承不同，模板多態性不是語言固有的。

問題：不匹配函數

嘗試使用帶有參數的類模板構造函數時這是預期模板參數的派生類，會發生“無匹配函數”錯誤。這是因為模板不會自動繼承其基底類別的行為。

理解模板非協變

C 中的模板不是協變的，這意味著它們不協變繼承它們的參數之間的關係。換句話說，即使 B 繼承自 A，T 也不被視為 T 的特化。

非協方差的後果

缺乏模板協方差可確保類型安全。考慮以下範例：

<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>

如果模板是協變的，上面的程式碼將允許將橙色添加到蘋果籃中，從而損害類型安全。

解決方案

要解決此問題，您可以：

• 使用靜態斷言： 強制強制在編譯時對模板有效。
• 使用泛型參數：引入一個泛型參數，它接受預期模板參數的任何派生類別。

其他語言中的替代方法

某些語言，例如 Java 和 C#，提供模板協變機制。然而，由於擔心類型安全，C 缺乏此功能。

結論

模板多態性是C 中的一個有價值的工具，但了解其局限性和理解它是至關重要的避免假設模板參數之間的繼承關係。上述解決方案提供了實用的替代方案來實現所需的功能，同時保持類型安全。

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