通过模板进行多重继承答案

【问题标题】：Multiple inheritance via templates [closed]通过模板进行多重继承
【发布时间】：2015-05-08 11:24:24
【问题描述】：

用模板继承（线性）替换虚拟多重继承（菱形）是个好主意吗？例如我有这个类图：

       IBase
    /          \
   /            \
IExtendedBase  BaseImpl
  \            /
   ExtendedImpl

我知道我可以用虚拟继承来实现它。但是我可以使用模板来使这个图表线性化吗？

class IBase
    {
    public:
        virtual std::string name() = 0;
    };

    template<typename T>
    class BaseImpl : public T
    {
    public:
        virtual std::string name() override
        {
            return "BaseCommonImpl";
        }
    };

    template<typename T>
    class IExtendedBase : public T
    {
    public:
        virtual std::string extended_name() = 0;
    };

    template<typename T>
    class ExtendedBaseImpl : public T
    {
    public:
        virtual std::string extended_name() override
        {
            return "ExtendedBaseImpl";
        }
    };

现在有了 typedef，我可以专攻 ExtendedBase

typedef IExtendedBase<BaseImpl<IBase>> _ExtendedBase;
typedef ExtendedBaseImpl<_ExtendedBase> _ExtendedBaseImpl;

哪种方法更好？虚拟继承还是模板继承？

【问题讨论】：

Which method is better? 两者。两者都不。这取决于。
一般来说，应避免使用继承方法来消除fragile base class problem，也请参阅“Holub on Patterns”一书，因为 Holub 对选择实现而不是扩展有一些相当强烈的意见，这使得很有意义。多重继承只会增加问题。
在我看来，您的问题似乎不是关于 multiple 继承，而是关于一般的静态和动态继承（这是获得类似行为的完全不同的方法）。为了看到这一点，尝试设置一个基指针向量......它根本不适用于静态方法。因此，两种方法的组合通常是最方便的选择：将所有与派生类型无关的东西作为虚函数打包到基类中，然后从更高层次的静态继承开始。
一个显着的区别：使用非模板版本，您可以根据需要使用IExtendedBase* 或IExtendedBase& 或IBase* 或IBase& 多态处理ExtendedImpl 实例，而您的模板意味着只想调度到extended_name() 的函数需要采用IExtendedBase<BaseImpl<IBase>>* 或& 类型的参数，编码/限制BaseImpl 并使该函数对派生自IExtendedBase 但不是@987654337 的任何其他类无用@/IBase，除非函数本身是模板化的（通常具有优化和膨胀的潜力）。
考虑改用type erasure。

标签： c++ templates inheritance multiple-inheritance diamond-problem

【解决方案1】：

虽然您可以使用这两种不同的方法（多重继承与模板）获得相似的结果，但存在重要的语义差异。

很遗憾，您没有提供足够的信息来推荐客观的选择。所以这里有一些注意事项：

多重继承方法

多重继承是为了强制执行有效的separation of concerns。

如果您的情况是 ExtendedImpl is-a IExtendBase 并同时 is-a，则应首选此方法 BaseImpl，但是两个继承关系是独立的。

在某些情况下（例如强制转换）会带来轻微的性能开销带来的不便。

但它的优点是允许您的ExtendedImpl 在任何可以使用其基础的地方使用。此外，它允许动态的、基于运行时的多态性（如果它的任何基础具有虚拟成员函数）。

模板方法

模板用于通用编程。如果您的ExtendedImpl 确实是通用的，并且“基础”是您的通用概念的更多参数，而不是进一步扩展的概念，则这种方法是首选。

这里的模板会采用性能稍好一些的方法（单继承）。但是您没有实现初始模式的原始概念。而且你没有动态多态的灵活性。

如果类型之间的关系不是通用的，您可能会在此处引入不希望的依赖关系。例如这里，IExtendedBase 将从 BaseImpl 继承。这在很多情况下都可以。但在其他情况下，这可能是完全不自然的，导致在维护阶段出现持久的设计问题。

结论

现在由您来决定哪种优势和不便最适合您的具体情况。如果需要，您可以编辑您的问题，更准确地说明上下文和您的意图，我会调整答案因此。

【讨论】：

【解决方案2】：

这个问题是征求意见的，所以它可能会被版主关闭。

在此之前，我的建议是支持避免多重继承的方法：

#include <iostream>
#include <string>

class IBase
{
public:
    virtual std::string name() = 0;
};


class IExtendedBase : public IBase
{
public:
    virtual std::string extended_name() = 0;
};


template<typename T>
class BaseImpl : public T
{
public:
    virtual std::string name() override
    {
        return "BaseCommonImpl";
    }
};

template<typename T>
class ExtendedBaseImpl : public T
{
    using inherited = T;
public:
    virtual std::string extended_name() override
    {
        return "ExtendedBaseImpl";
    }

    // optionally override name if you wish
    std::string name() override {
        return inherited::name() + "(extended)";
    }
};

typedef BaseImpl<IBase> Base;
typedef ExtendedBaseImpl<BaseImpl<IExtendedBase>> ExtendedBase;


using namespace std;

int main()
{

    Base a;
    a.name();
    cout << a.name() << endl;

    ExtendedBase b;
    cout << b.extended_name() << endl;
    cout << b.name() << endl;

}

【讨论】：