C++通过模板进行混入：为什么这不起作用？

Question

我有一个接口，它作为抽象基类实现，具有许多纯虚拟公共方法。这些纯虚函数可以使用模板来实现，因为子类之间的差异并不大 - 所以我的想法是使用多重继承来混合提供实现的适当模板化帮助器类。然而，编译器抱怨基类是抽象的；它没有考虑帮助器混合的实现，因此认为没有所需方法的实现。

例如：

class TrivialList {
    int count;
public:
    TrivialList(int count) : count(count){}
    virtual double Average() const=0;
    int Count() const {return count;}
    virtual ~TrivialList(){}
};
template<typename TIndexable> class AverageHelper {
public:
    double Average() const {
        TIndexable const & self = static_cast<TIndexable const &>(*this);
        double sum=0.0;
        for(int i=0;i<self.Count();++) sum += self.Get(i);
        return sum / self.Count();
    }
};
class IndexableList : public TrivialList, public AverageHelper<IndexableList> {
    std::vector<double> backend;
public:
    IndexableList(int count) : TrivialList(count), backend(count) { }
    double & Get(int i) { return backend[i];}
    double const & Get(int i) const { return backend[i];}
};
IndexableList * MakeList() {return new IndexableList(5);} //error!
//    cannot instantiate abstract class

我使用的是 MSC 10.0 (Visual Studio 2010)；使用 g++ 4.5 时，代码会失败并出现类似的错误。

Get 或我的项目中的现实世界等效项不能是虚拟的，因为它们是非常小的操作，需要内联以获得足够的性能（想想 put-pixel/get-pixel） - 所以我需要通用算法是模板化的，而不是通过虚函数调用通用的。

Answer 1

要通过模板实现混合，您需要实现抽象函数的模板从抽象基类派生。

因此，您可以通过以下方式更改代码来修复代码：

// ...
template<typename TIndexable> class AverageHelper : public TriviaList{

// ...
class IndexableList : public AverageHelper<IndexableList> {

一般来说，如果您想提供多个混合，您可以使用虚拟继承以避免增加基类的实例，或者使用链继承如以下示例所示：

class Abstract {
public:
    virtual void foo() = 0;
    virtual void bar() = 0;
};

template<class Base>
class FooImpl : Base {
public:
    void foo() { /* default foo implementation */ }
};

template<class Base>
class BarImpl : Base {
public:
    void bar() { /* default bar implementation */ }
};

class Derived : public BarImpl<FooImpl<Abstract> > {
    // You have both foo() and bar() implementations available
};

Answer 2

它不起作用，因为 AverageHelper<>::Average() 不会覆盖 TrivialList::Average()。为了重写虚函数，重写类必须继承自包含要重写的函数的类。

您可以这样更改您的模板：

template<typename TIndexable, typename Base > 
class AverageHelper : public Base {
public:
  template< typename T >
  AverageHelper(T arg) : Base(arg) {}
  // ... 
};

class IndexableList : public AverageHelper<IndexableList,TrivialList> {
public:
  IndexableList(int count) : AverageHelper<IndexableList,TrivialList>(count) {}
  // ...
};

您可能希望从 TrivialList 实际派生：

template<typename TIndexable, typename Base > 
class AverageHelper : virtual public Base {
  // ... 
};