C 中的模板多态性可以从基类继承行为吗？

模板多态性：理解局限性

在面向对象编程中，继承提供了多态性的机制，允许派生类继承和重写来自基类的方法。类似的概念可以应用于 C 中的模板，这是一个强大的功能，可以通过为不同类型提供通用蓝图来实现代码重用。然而，与继承不同，模板多态性不是语言固有的。

问题：不匹配函数

尝试使用带有参数的类模板构造函数时这是预期模板参数的派生类，会发生“无匹配函数”错误。这是因为模板不会自动继承其基类的行为。

理解模板非协变

C 中的模板不是协变的，这意味着它们不协变继承它们的参数之间的关系。换句话说，即使 B 继承自 A，T 也不被视为 T 的特化。

非协方差的后果

缺乏模板协方差可确保类型安全。考虑以下示例：

<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>

如果模板是协变的，上面的代码将允许将橙色添加到苹果篮中，从而损害类型安全。

解决方案

要解决此问题，您可以：

• 使用静态断言： 强制派生类在编译时对模板有效。
• 使用泛型参数：引入一个泛型参数，它接受预期模板参数的任何派生类。

其他语言中的替代方法

一些语言，例如 Java 和 C#，提供模板协变机制。然而，由于担心类型安全，C 缺乏此功能。

结论

模板多态性是 C 中的一个有价值的工具，但了解其局限性和理解它是至关重要的避免假设模板参数之间的继承关系。上述解决方案提供了实用的替代方案来实现所需的功能，同时保持类型安全。

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