多態性如何與 C 中的模板一起使用？

C 模板中的多態性

在C 中，多態性是一個基本概念，允許派生類別繼承和重寫其基底類別的方法。然而，當涉及到模板時，多態性以非傳統方式表現。

模板協方差問題

考慮以下程式碼：

<code class="cpp">class Interface {
  // ...
};

class Foo : public Interface {
  // ...
};

template <class T>
class Container {
  // ...
};

Bar(const Container<Interface>& bar){
  // ...
}</code>

如果您嘗試使用Container 構造Bar，您會遇到“無匹配函數”錯誤。這是因為 C 範本不是協變的，這意味著 Container 是協變的。不能隱式轉換為 Container。

不變性背後的原因

模板不變性的存在有一個重要原因。考慮類別模板向量儲存類型 T 的物件。如果模板是協變的，則可以將向量指派給它。到向量並隨後將 Orange 類型的物件（源自 Fruit）加入向量。這會違反類型安全，因為向量旨在儲存水果而不是橙子。

解決方案

要解決此問題，有多種解決方案：

• 斷言不變性：您可以使用靜態斷言來驗證範本參數是否為預期類型。
• 使用有界通配符 (Java)：Java 提供了有界通配符，可讓您指定範本參數的上限或下限，確保與其他類型的相容性。
• 使用約束 (C#)： C# 提供的約束可讓您根據範本參數的繼承或繼承對其施加限制介面實作。
• 概念 (C 1x)：即將推出的 C 1x 標準將引入概念，這是一種更強大的機制，用於強制執行模板參數的要求。

結論

雖然C 中的模板不是協變的，但存在各種解決方案來確保類型安全以及類別和模板之間的相容性。理解模板不變性背後的推理對於編寫健全且正確的 C 程式碼至關重要。

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