C++模板和继承

Question

我的C++框架有一个按钮（Button）类，它派生自控件（Control）类。因此，接受Control的函数可以将Button作为其参数。目前为止还好。

我还有一个List<T>（列表）类。然而，List<Button>并没有从List<Control>派生出来，这意味着接受控件列表的函数无法将按钮列表作为其参数。这很不幸。

也许这是个愚蠢的问题，但我不知道怎么解决:( List<Button>应该从List<Control>派生出来，但我不知道如何"自动"完成这个过程。

- ggambett

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好的，我的错。我有指针列表，而不是对象列表。当然，将我的Button *存储在Control *列表中会修复函数调用问题，我通常这样做，除非我想要一个Button *列表以将它们用作Button，而不是Control。 - ggambetta

现在，你有什么？是一个List<Button*>和List<Control*>，还是只有一个List<Control*>？我有点困惑，请说明一下 :) - Johannes Schaub - litb

如果你只有一个 List<Control*>，并且想要在个别元素是按钮类型时进行特殊处理，那么你将不得不使用 dynamic_cast。 - Johannes Schaub - litb

你的列表是什么？希望你不要重新发明像std::vector这样完美的数据结构。 - jalf

我有这个void doSomething(List<Control*> lControls);void foo (void) { List<Button*> lButtons; .... doSomething(lButtons); // 我想这样做，但我不能 } - ggambetta

Answer 1

Stroustrup在他的FAQ中有一个条目：

为什么不能将vector<Apple*>赋值给vector<Fruit*>

你可以用两种方法解决它：

• 使List包含指向Control的指针。然后接受List<Control*>
• 将您的函数设置为模板。然后，您仍然可以使用List<Button>和List<Control>，但这需要更多的样板代码，并且大多数情况下不是必要的。

这里是第二个选择的代码。第一个选择已经由其他答案解释过了：

class MyWindow {
    template<typename T>
    void doSomething(List<T> & l) {
        // do something with the list...
        if(boost::is_same<Control, T>::value) {
            // special casing Control

        } else if(boost::is_same<Button, T>::value) {
            // special casing Button

        }

    }
};

为了仅限于List<派生自Control>，需要添加更多代码来限制doSomething的使用（如果您想了解，可以查找enable_if）。

请注意，这种代码（查看类型）应该尽量避免。您应该使用虚函数来处理此类事情。在Control中添加一个函数doSomething，并在Button中覆盖它。

- litb

Answer 2

如何使用指针？只需创建一个list<Control*>列表，并将您喜欢的任何继承自Control的对象放入其中。

- MrZebra

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如果您决定使用指针列表，您将需要记得在使用完后删除对象（您将失去自动内存管理）。要恢复它，请查看Boost的ptr_container库。它有一个容器，将指针列表管理得就像标准列表一样。 - Tom Leys

Answer 3

我很抱歉地告诉你，如果你使用实例列表来控制而不是指向控件的指针，那么你的按钮将无法使用（请搜索“对象切片”）。如果它们是指针列表，那么要么像其他人建议的那样将list<button*>变成list<control*>，要么将list<button*>复制到一个新的list<control*>中，并将其传递到函数中。或将该函数重写为模板。

因此，如果您以前有一个名为doSomething的函数，该函数将一个控件列表作为参数，请将其重写为：

template <class TControl>
void doSomething( const std::list<TControl*>& myControls ) {
  ... whatever the function is currently doing ...
}

void doSomethingElse() {
   std::list<Button*> buttons;
   std::list<Control*> controls;
   doSomething( buttons );
   doSomething( controls );
}

- Michel

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它看起来很丑，但它是标准模板库和现代C++编程的核心。有时间可以查看std::list本身的源代码。不太好看。 - Michel

我对此的主要问题是（如果我理解正确），编译器可以为每种使用的类型生成位对位相同的函数，而这完全是合法的。哦，好吧。 - BCS

Answer 4

使用List<Control*>而不是List<Button>，这样指向的是Buttons。这样，您的函数只需要采用一个类型: List<Control*>。

- Marcin

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抱歉没有表达清楚。我确实使用指针（智能指针）。该函数需要一个Control类型的列表。问题是我想要传递一个Button类型的列表。 - ggambetta

Answer 5

通常，C++编写在列表、序列等上执行算法的方式是将迭代器作为参数提供。

template < class iterator >
doSomething(iterator beg, iterator end);

这解决了List< Button* >不是从List< Control* >派生的问题。(使用模板List< T* >也可以，但这有点使您的函数泛型但又不完全)

根据我的经验，编写操作迭代器的良好模板化函数可能需要很多（太多...）工作，但这是“C++方式”...

如果您选择这条路，请考虑使用Boost.ConceptCheck。它会让您的生活变得轻松得多。

- Pieter