C のテンプレート多態性は基本クラスから動作を継承できますか?

テンプレートのポリモーフィズム: 制限について理解する

オブジェクト指向プログラミングでは、継承によってポリモーフィズムのメカニズムが提供され、派生クラスの継承とオーバーライドが可能になります。基本クラスからのメソッド。同様の概念を C のテンプレートに適用できます。これは、さまざまな型に汎用のブループリントを提供することでコードの再利用を可能にする強力な機能です。ただし、継承とは異なり、テンプレートのポリモーフィズムは言語に固有のものではありません。

問題: 関数が一致しない

パラメーターを指定してクラス テンプレート コンストラクターを使用しようとした場合それが予期されたテンプレート パラメーターの派生クラスである場合、「一致する関数がありません」エラーが発生します。これは、テンプレートが基本クラスの動作を自動的に継承しないためです。

テンプレートの非共分散について

C のテンプレートは共変ではありません。つまり、パラメータ間の関係を継承します。言い換えれば、B が A から継承している場合でも、T は T の特殊化とは見なされません。

非共分散の結果

テンプレートの共分散がないため、型の安全性が確保されます。次の例を考えてみましょう。

<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>

テンプレートが共変の場合、上記のコードではリンゴのバスケットにオレンジを追加でき、型安全性が損なわれます。

ソリューション

問題を解決するには、次のことができます。次のいずれか:

• 静的アサートを使用します: コンパイル時に派生クラスがテンプレートに対して有効であることを強制します。
• ジェネリック パラメーターを使用します: 予期されるテンプレートの派生クラスを受け入れる汎用パラメーターを導入します。

他の言語での代替アプローチ

Java や C# などの一部の言語では、テンプレート共分散のメカニズムが提供されています。ただし、型安全性に関する懸念のため、C にはこの機能がありません。

結論

テンプレート多態性は C の貴重なツールですが、その制限と理解を理解することが不可欠です。テンプレートパラメータ間の継承関係についての仮定を避けてください。上記で概説したソリューションは、タイプ セーフティを維持しながら必要な機能を実現するための実用的な代替手段を提供します。

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