如何通过 C++ 中模板化类型的子类传递模板化 function 参数？

Question

编译以下人为示例：

class Base
{};

class Derived : public Base
{};

template< typename T >
class A
{};

class B
{
public:

    static void f( const A< Base >& ) {}
};

int main()
{
    A< Base > tb;
    A< Derived > td;

    B::f( tb );
    B::f( td );

    return 0;
}

使用 g++-8 给我以下错误：

error: no matching function for call to 'B::f(A<Derived>&)'
 B::f( td );
note:   no known conversion for argument 1 from 'A<Derived>' to 'const A<Base>&'

为什么？

由于Derived是Base并且它不会覆盖Base的任何内容，为什么我不能在模板化的 function 参数中用Derived代替Base ？

Answer 1

Derived确实是从Base派生的，但这并不意味着A<Derived>因此必须从A<Base>派生。 C++ 模板不能以这种方式工作。

A<Derived>是一个 class，由A模板实例化。 你可以简单地声明：

class A_Derived {

     // ...

};

使用相同的成员（如果有的话），几乎得到了相同的结果。 A<Base>相同。 图片中没有其他内容，这两个班级绝对没有任何关系。 你可以在这里画一个心理图，好像你做了以下声明：

class A_Derived {

};

和

class A_Base {

};

这几乎就是历史。 您是否看到A_Derived在这里显式地从A_Base派生？ 明显不是。 如果某些东西需要引用或指向A_Base的指针，则不能给它A_Derived ，因为这两个类彼此完全没有关系。 它们是独立的类。

PS如果您愿意，您可以将A<Derived>的显式特化声明为派生自A<Base> ，但特化是一个完全不同的主题......

Answer 2

模板实例，如A<Base>和A<Derived> ，是不同的类型。 特别是它们没有任何 inheritance 关系，即使Base和Derived有关系。

有很多方法可以使您想要的工作。

首先，您可以使A<Derived>显式派生自A<Base> ，但这意味着添加整个 class 定义。

template<>
class A<Derived> : public A<Base>
{};

其次，您可以以构造函数模板的形式提供从A<Derived>到A<Base>的隐式转换。 您可以使用std::enable_if和std::is_base_of只允许A<T>其中T派生自Base ，或者如果您只想考虑这个特定的Derived类型，则可以直接使用std::is_same 。

template<typename T>
class A
{
    template<typename U, typename = std::enable_if_t<std::is_base_of_v<T, U>>>
    A(A<U> const& other);
};

第三，您可以以运算符模板的形式提供隐式转换，方式大致相同。

template<typename T>
class A
{
    template<typename U, typename = std::enable_if_t<std::is_base_of_v<U, T>>>
    operator U();
};

第四，你可以制作一个f模板并限制它需要什么类型。

template<typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_base_of_v<Base, T>>>
static void f(A<T> const& a);