实现模板化模板方法

Question

注意：以下问题与模板方法设计模式和C ++函数模板有关。为了区分两者，在引用设计模式时将使用斜体，在引用C ++模板时将使用粗体。

模板方法模式的思想是使算法的各个部分可互换。这通常是通过继承来实现的，子类提供了具体的实现，这些实现被插入到基类的算法中。但是，如果挂钩方法需要为template，则此方法将无法工作，因为模板不能是虚拟的。这是一个不编译的简单示例：

class Base
{
public:

    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted;
    }

protected:
    //compile error "member function templates cannot be virtual"
    template <typename T>
    virtual T ConvertInput(T input) = 0;
};

class Derived : public Base
{
protected:
    template <typename T>
    T ConvertInput(T input)
    {
        return 2 * input;
    }
};

int main()
{
    Derived d;
    d.doSomething(3);
}

有没有一种方法可以实现使用功能模板挂钩的模板方法？

我对将Base类用作任何类型的类型不感兴趣。我将始终使用具体的具体类型来实现最大的编译时优化。因此，此问题的另一种表述是：如何创建几个Derived-1 .. Derived-n具有函数模板的类，这些函数模板在各个实现之间共享一个公共代码框架？

Answer 1

听起来像是CRTP的一个好用例。定义Base为一个类模板，并将派生自该模板的类型作为模板参数。在Base的方法中，您可以转换为派生类型：

template<typename Derived>
struct Base
{
    // This is the template method
    template <typename T>
    void doSomething(T input)
    {
        //...
        auto converted = static_cast<Derived*>(this)->ConvertInput(input);
        //...
        std::cout << converted << std::endl;
    }
};

然后定义派生类型，例如：

struct Square : Base<Square>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t*t;
    }
};

struct Sum : Base<Sum>
{
    template<typename T>
    auto ConvertInput(T t)
    {
        return t+t;
    }
};

用法很简单：

Square sq;
Sum sum;
sq.doSomething(3);
sum.doSomething(3);

现场演示