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如何将模板类型限制为基类,而不是基类的子类?

将模板类型限制为基类而不是基类的子类,可以使用模板元编程技术中的类型萃取(type traits)来实现。

类型萃取是一种在编译期间获取类型信息的技术,它可以通过模板特化和SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error)原则来判断一个类型是否是另一个类型的子类。

以下是一种实现方式:

代码语言:txt
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#include <type_traits>

template <typename Base, typename Derived>
struct is_base_of {
  private:
    template <typename T>
    static std::true_type test(const Base*);
  
    template <typename T>
    static std::false_type test(...);
  
  public:
    static constexpr bool value = decltype(test<Derived>(nullptr))::value;
};

template <typename Base, typename Derived>
constexpr bool is_base_of_v = is_base_of<Base, Derived>::value;

使用上述代码,可以通过 is_base_of_v<Base, Derived> 来判断 Derived 是否是 Base 的子类。如果返回值为 true,则说明 DerivedBase 的子类,可以进行模板实例化;如果返回值为 false,则说明 Derived 不是 Base 的子类,编译器会报错。

以下是一个示例:

代码语言:txt
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#include <iostream>

class Base {
  public:
    virtual void foo() {
        std::cout << "Base::foo()" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
  public:
    void foo() override {
        std::cout << "Derived::foo()" << std::endl;
    }
};

template <typename T, typename = std::enable_if_t<is_base_of_v<Base, T>>>
void bar(T& obj) {
    obj.foo();
}

int main() {
    Base base;
    Derived derived;

    bar(base);    // 输出:Base::foo()
    bar(derived); // 输出:Derived::foo()

    return 0;
}

在上述示例中,bar 函数使用了类型萃取技术,将模板类型限制为 Base 的子类。当传入的对象是 Base 或其子类时,bar 函数可以正常调用;当传入的对象不是 Base 或其子类时,编译器会报错。

这种方式可以在编译期间进行类型检查,避免了在运行时出现类型错误的情况。同时,它也提供了更好的代码可读性和可维护性。

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