多态性如何与 C 中的模板一起使用？

C 模板中的多态性

在 C 中，多态性是一个基本概念，允许派生类继承和重写其基类的方法。然而，当涉及到模板时，多态性以非传统方式表现。

模板协方差问题

考虑以下代码：

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

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

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

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

如果您尝试使用 Container 构造 Bar，您将遇到“无匹配函数”错误。这是因为 C 模板不是协变的，这意味着 Container 是协变的。不能隐式转换为 Container。

不变性背后的原因

模板不变性的存在有一个重要原因。考虑类模板向量存储类型 T 的对象。如果模板是协变的，则可以将向量分配给它。到矢量并随后将 Orange 类型的对象（源自 Fruit）添加到向量。这会违反类型安全，因为向量旨在储存水果而不是橙子。

解决方案

要解决此问题，有多种解决方案：

• 断言不变性：您可以使用静态断言来验证模板参数是否为预期类型。
• 使用有界通配符 (Java)：Java 提供了有界通配符，允许您指定模板参数的上限或下限，确保与其他类型的兼容性。
• 使用约束 (C#)： C# 提供的约束使您能够根据模板参数的继承或继承对其施加限制接口实现。
• 概念 (C 1x)：即将推出的 C 1x 标准将引入概念，这是一种更强大的机制，用于强制执行模板参数的要求。

结论

虽然 C 中的模板不是协变的，但存在各种解决方案来确保类型安全以及类和模板之间的兼容性。理解模板不变性背后的推理对于编写健壮且正确的 C 代码至关重要。

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