為什么 C 不支持模板協(xié)變，以及在使用多態(tài)模板時(shí)如何解決由此產(chǎn)生的類型安全問題？
Oct 28, 2024 am 08:14 AM
C 中的模板和多態(tài)性
考慮以下類結(jié)構(gòu)：
<code class="cpp">class Interface {
// ...
};
class Foo : public Interface {
// ...
};
template <class T>
class Container {
// ...
};</code>
其他類的構(gòu)造函數(shù)Bar 定義為：
<code class="cpp">Bar(const Container<Interface>& bar) {
// ...
}</code>
但是，當(dāng)嘗試按如下方式調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)：
<code class="cpp">Container<Foo> container(); Bar *temp = new Bar(container);</code>
我們遇到“無匹配函數(shù)”錯(cuò)誤。
模板中的多態(tài)性
模板中的多態(tài)性或模板協(xié)方差的概念意味著如果類 B 繼承自類 A，則 T同樣繼承自T A 。然而，在 C 或 Java 或 C# 等其他語言中，情況并非如此。
缺乏模板協(xié)方差的原因
缺乏模板協(xié)方差的理由是需要維護(hù)類型安全?？紤]以下示例：
<code class="cpp">// Class hierarchy
class Fruit {...};
class Apple : public Fruit {...};
class Orange : public Fruit {...};
// Template instantiation using std::vector
int main() {
std::vector<Apple> apple_vec;
apple_vec.push_back(Apple()); // Valid
// With covariance, the following would be allowed
std::vector<Fruit>& fruit_vec = apple_vec;
// Adding an Orange to the vector
fruit_vec.push_back(Orange());
// Incorrect addition of an orange to an apple vector
}</code>
這表明如果模板是協(xié)變的，則可能會(huì)出現(xiàn)不安全行為。因此，T A 是和T B 。無論 A 和 B 之間的關(guān)系如何，都被視為完全不同的類型。
解決問題
在 Java 和 C# 中解決問題的一種方法是使用有界通配符和約束分別為：
<code class="java">Bar(Container<? extends Interface) {...}<code class="csharp">Bar<T>(Container<T> container) where T : Interface {...}</code>
在 C 語言中，Boost Concept Check 庫可以提供類似的功能。然而，對(duì)于遇到的特定問題，使用簡(jiǎn)單的靜態(tài)斷言可能是更實(shí)用的解決方案：
<code class="cpp">static_assert(std::is_base_of<Interface, Foo>::value, "Container must hold objects of type Interface or its derived classes.");</code>
以上是為什么 C 不支持模板協(xié)變，以及在使用多態(tài)模板時(shí)如何解決由此產(chǎn)生的類型安全問題？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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c多態(tài)性：功能是否超載一種多態(tài)性？
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是的，函數(shù)重載是C 中的一種多態(tài)形式，具體來說是編譯時(shí)多態(tài)。1.函數(shù)重載允許使用相同名稱但不同參數(shù)列表的多個(gè)函數(shù)。2.編譯器根據(jù)提供的參數(shù)在編譯時(shí)決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。3.與運(yùn)行時(shí)多態(tài)不同，函數(shù)重載在運(yùn)行時(shí)沒有額外開銷，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但靈活性較低。
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