c++ - 如何改写一个template class，该类含有static function，使得对外API调用接口不改变？

Question

由于担心中文翻译产生歧义，附上英文原题目：Rewrite template classes to use inheritance without changing the calling environment which required a static function call, but static functions can't be virtual. 英文原题描叙地址

我感觉题目大概意思是，需要改写或更新一个服务端的class，使得客户端调用相关API的时候，不需要修改接口。这里我只想到了用工厂模式来解决，当然不确定对不对。另外，static function是不能够virtual，所以继承的时候，静态函数重写(overriden)是不允许，有没有方式解决这个问题？

总的来说，我觉得此题考点包含三个：

1. Code maintenance in server side

2. Design pattern, mainly for factory method

3. Any trick to overide static function in class inheritance

当然我不确定对题目的理解有没有错误。其实我不是很确定题目是想问，用继承的方式来重新修改这个class？还是重新修改这个类，这个类被其它子类继承了？

我目前还没有找到最佳答案。所以我先给出当前我能想到的答案。欢迎大家的补充和修正。万分感谢THX！！

The original code in server side:

#include<iostream>

using namespace std;

template<class T>
class Base
{
    public:
        Base(){}
        Base(T B):m_B(B){}
        virtual ~Base(){}
        
        // Static method
        static void speak()
        {
            cout << "I am Base class" << endl;
        }
    
    private:
        T m_B;
    
};


template<class T>
class Derived: public Base<T>
{
    public:
        Derived(){}
        Derived(T B, T D): Base<T>(B), m_D(D){}
        ~Derived(){}
        
        // Static method
        static void speak()
        {
            cout << "I am Derived class" << endl;
        }
    
    private:
        T m_D;
    
};

The calling environment in client side:

int main(int argc, char* argv[])
{
    Base<int> *bPtr = new Derived<int>(5, 10);
    bPtr->speak();
    delete bPtr;
    return 0;
}

Output:

I am Base class

(obviously no overrding for static function)

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

My rewrote code in server side:

#include<iostream>

using namespace std;

template<class T>
class Base
{
    public:
        Base(){}
        Base(T B):m_B(B){}
        virtual ~Base(){}
        
        // Static method
        static void speak()
        {
            cout << "I am Base class" << endl;
        }
        // Non-static method
        virtual void call_speak()
        {
            speak();    
        }     
    private:
        T m_B;
    
};


template<class T>
class Derived: public Base<T>
{
    public:
        Derived(){}
        Derived(T B, T D): Base<T>(B), m_D(D){}
        ~Derived(){}
        
        // Static method
        static void speak()
        {
            cout << "I am Derived class" << endl;
        }
        // Non-static method
        void call_speak()
        {
            speak();    
        }     
    private:
        T m_D;
    
};

template<class T>
class Factory
{
    public:
        // Return a base instance
        static Base<T>* getInstance(T B)
        {
            Base<T> *bPtr = new Base<T>(B);
            return bPtr;
        }
        
        // Return a derived instance
        static Base<T>* getInstance(T B, T D)
        {
            Base<T> *bPtr = new Derived<T>(B, D);
            return bPtr;
        }
};

The calling environment in client side:

int main(int argc, char* argv[])
{
    Base<int> *bPtr = Factory<int>::getInstance(5, 10);
    bPtr->speak();
    bPtr->call_speak();
    delete bPtr;
    return 0;
}

Output:

I am Base class

I am Derived class

主要修改：

1. 使用了工厂模式，把产生对象的过程隐藏起来。

2. 用虚非静态函数的方式重新封装静态函数。

Answer 1

試了一下，我感覺題主對題目的理解有誤。
我對題目的理解：

without changing the calling environment
說的是不改變呼叫環境，也就是不能修改題目中的main函數，而你的解法修改了main函數。

以下是我對題目的總結：

use inheritance

一定要使用继承。

required a static function call

说的是speak一定要是一个static函数。

without changing the calling environment

不修改main函数

在這三個條件下，我能想到的唯一解法就是類別模板特化。
我用模板特化解決了問題，但是有一個題目中的要求沒有滿足，就是Rewrite template classes。
我的方法沒有修改任何類，只是新加了兩個特化類，而且speak似乎變成了virtual的。
下面是我的解法

template<>
class Base<int>
{
    public:
        Base(){}
        Base(int B):m_B(B){}
        virtual ~Base(){}
        
        virtual void speak()
        {
            cout << "I am Base class" << endl;
        }
    private:
        int m_B;
    
};

  template<>
class Derived<int>: public Base<int>
{
    public:
        Derived(){}
        Derived(int B, int D): Base<int>(B), m_D(D){}
        ~Derived(){}
        
        // Static method
        virtual void speak()
        {
            cout << "I am Derived class" << endl;
        }
    
    private:
        int m_D;
    
};