如何在部分类模板专业化中实现继承？答案

【问题标题】：How do I implement inheritance in a partial class template specialisation?如何在部分类模板专业化中实现继承？
【发布时间】：2018-03-17 14:32:28
【问题描述】：

我想我只是缺少一些小东西。我想将模板类的构造函数专门用于其中 T = 具有任何参数的模板类的实现。对不起，如果我的词汇有点不对劲。基本上，我需要允许锯齿状的二维数组，所以我可能有一个ArEl<ArEl<int>>，我想预初始化所有数组长度。

using namespace std;

template <typename T>
class ArEl {
 public:
  ArEl(size_t size = 0)
      : rSize(size), rArray(rSize ? new T[rSize]() : nullptr) {}
  ArEl(const ArEl& other);
  virtual ~ArEl() { delete[] rArray; }
  void swap(ArEl& first, ArEl& second);
  void redim(size_t size);

 private:
  std::size_t rSize;
  T* rArray;
};

template <typename T, typename T1>
class ArEl<ArEl<T>> : public ArEl<T1>{
  ArEl(size_t size = 0);
};

编辑：

我收到此错误：

error: template parameters not deducible in partial specialization:
 class ArEl<ArEl<T>> : public ArEl<T1>{

【问题讨论】：

标签： c++ class templates inheritance constructor

【解决方案1】：

您以错误的方式专业化您的对象。

template<typename T, typename T1> 意味着需要提供两种数据类型，但很明显，您的模板特化唯一需要的是底层数组的数据类型。如果期望ArEl<ArEl<T>> 是专业化的，那么它不应该超过这个：

template<typename T>
class ArEl<ArEl<T>> {
    /*Blah Blah Blah*/
};

不需要继承，也不需要第二种数据类型。

不过，我还要补充一点：一开始就没有任何必要进行这种专业化。如果您根本不编写专业化，则以下代码仍应按原样工作：

ArEl<ArEl<int>> dim2Array(50);
//I'm assuming ArEl will have a member size() function
for(size_t index = 0; index < dim2Array.size(); index++) {
    //I'm assuming ArEl will have an operator[] overload
    dim2Array[index].redim(30);
}
//dim2Array is now 50 int arrays, each of size 30.

我假设您想要的功能类似于以下内容，这确实需要模板专业化，就像我在上面发布的那样：

ArEl<ArEl<int>> dim2Array(50, 30);
//dim2Array is now 50 int arrays, each of size 30.

但如果我是你，我会不理会ArEl 的实现，而是投资编写一个处理这种语法的Matrix<T> 类（或者可能是Matrix<T, N>，用于N 维）来处理这种语法（顺便说一句，您可以使用ArEl<T> 作为构建块来构建它），特别是因为我认为您并不致力于为ArEl<ArEl<ArEl<int>>> 或更深层次编写专业化（是的，您尝试这样做的方式，每个级别都需要自己的专业化）。

【讨论】：

【解决方案2】：

特化整个类意味着用特化提供的成员替换所有成员。你不想这样。

一种选择是在基类中提供所有需要特化的成员：BaseForA<T> 将是特化的，A<T> 将从它派生。

另一种是使用标签调度，这里有一个示例，说明如何根据类型参数使用它来执行不同的操作。

#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
struct tag {};

template<typename T>
struct A
{
private:
    template<typename U>
    A(std::size_t s, tag<A<U>>)
    {
        std::cout << "special constructor " << s << "\n";
    }

    A(std::size_t s, ...)
    {
        std::cout << "general constructor " << s << "\n";
    }
public:
    A(std::size_t s = 0) :
        A(s, tag<T>())
    {

    }
};

int main() 
{
    A<int> a;
    A<A<int>> b;
    A<A<long>> c;
    A<long> d;
}

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【讨论】：

【解决方案3】：

如果我理解正确，您希望专用版本继承通用版本，然后在其上添加一些内容。这里的问题是你有一个专门的ArEl<ArEl<T>>，你不能请求它的通用版本。

解决办法是把通用版和专用版做成不同的类型。

template<typename T, bool D=true>
class ArEl { ...

template<typename T>
class ArEl<ArEl<T>>: 
    public ArEl<ArEl<T>, false> { ...

但现在的问题是ArEl<T, true> 和ArEl<T, false> 是不相关且不兼容的！

解决方案是为它们引入一个通用的基类。

template<typename T>
class ArElBase {
     ... all functionality of ArEl
};

template<typename T, bool D=true>
class ArEl : public ArElBase<T> { 
   using ArElBase<T>::ArElBase;
   // nothing more
};

然后是专业化，不变。

现在您可以使用 ArElBase 通过指针或引用传递您的对象，但使用 ArEl 来声明对象本身。

【讨论】：