何时使用模板与继承答案

【问题标题】：When to use template vs inheritance何时使用模板与继承
【发布时间】：2011-11-08 00:40:58
【问题描述】：

我一直在寻找这个，对此的普遍反应似乎是“它们不相关，一个不能替代另一个”。但是假设你在面试中被问到“你什么时候会使用模板而不是继承，反之亦然？”

【问题讨论】：

这怎么会“不是一个真正的问题”？快乐的扳机手指让我很恼火。
如果你在采访中听到这个问题，是时候说再见了，因为他们只是在浪费你的时间；你现在对我们的也一样。
这是一个愚蠢的面试问题。充其量，这是错误的方法。你不应该问“你什么时候使用工具 X”。你应该问，“这是问题 J。你如何解决它？”答案可能是“工具 X”。
这实际上是一个很好的问题。它测试程序员抽象思考问题类别而不是“给定”问题的能力。找到这个问题后，问的内容就很清楚了，一点也不含糊。轨道声明中的第二次轻量级竞赛。触发愉快的关闭是边界拖钓。
c++ standard practice: virtual interface classes vs. templates的可能重复

标签： c++ templates inheritance

【解决方案1】：

我认为模板和继承实际上是正交的概念：继承是“垂直的”，并且从抽象到越来越具体。一个形状，一个三角形，一个等边三角形。

另一方面，模板是“水平的”，定义了并行的代码实例，彼此之间一无所知。整数排序在形式上与双精度数排序和字符串排序相同，但它们是三个完全不同的函数。从远处看，它们都“看起来”一样，但它们彼此无关。

继承提供运行时抽象。模板是代码生成工具。

由于这些概念是正交的，因此可以很高兴地将它们一起使用以实现共同目标。我最喜欢的例子是 type erasure，其中类型擦除容器包含一个指向实现类的虚拟基指针，但有任意多个由模板派生类生成的具体实现。模板代码生成用于填充继承层次结构。魔法。

【讨论】：

我喜欢这个解释。比其他的更通俗一点。
嗯，我不是这方面的专家，这就是我找到这个答案的原因，但正如你所描述的那样，在我看来，模板解决了复杂的继承系统缺乏 C++ 的问题，例如mixins（例如，Go 优雅地解决了一个问题）。如果整数、双精度和字符串没有共同点但需要排序，那么这三个都应该以某种方式扩展为“可排序”特征。
@pistacchio：我不会将复杂继承称为“解决方案”。模板以更好的方式提供可排序性，因为排序者不需要知道它正在被排序。当您以一种强迫思维方式工作时，通常会导致复杂的继承，即一切都必须是继承层次结构，这实际上很少合适。 Go 的方法很简单，但限制更多，效率更低。它适合 Go 想要成为的小语言。
我想挑战这个。您正在描述抽象，它只是将不同的行为参数化。对于模板，参数是静态评估的，对于继承，它是动态评估的（你可以设想一个纯虚拟接口'Sortable'——当然，在C++中，原语不能满足接口，所以你需要做一些装箱来排序ints 之类的，但这与继承无关（相反，限制是由 C++ 的继承实现引入的）。另外值得注意的是：“继承”可能是一个不好的术语；我们应该说“多态性”。跨度>
@KerrekSB Go 的方法也不需要排序者知道正在排序的内容；例如，time.Time 不知道它是可排序的，但它提供了一个 'Before' 方法（类似于 'less()'），因此它是可排序的。模板通常更适合排序之类的事情，因为运行时多态性通常意味着每个元素的运行时成本很小，但排序通常发生在大型数据集上，因此这个小的运行时成本变得更大。排序是模板与运行时多态对话的一个坏例子。

【解决方案2】：

“共同反应”是错误的。在“Effective C++”中，Scott Meyers 在第 41 条中说：

第 41 条：理解隐式接口和编译时多态性。

迈耶斯继续总结：

类和模板都支持接口和多态性。

对于类，接口是显式的并以功能为中心签名。多态性通过虚函数在运行时发生。

对于模板参数，接口是隐式的并且基于有效的表达式。通过模板编译时发生多态性实例化和函数重载决议。

【讨论】：

他也打错了吗？ :P
我建议大家去读那一章，从介绍中会清楚你需要使用什么:)
在 Effective C++ 第一版中，最相关的部分是第 42 条：“区分继承和模板”。那本书中的第 41 条是“明智地使用私有继承”。只需向拥有该版本的任何人提及这一点。
这解释了它们是什么，但不能帮助您决定使用哪一个。
@MK。它至少告诉您，如果您需要动态多态性，则需要虚拟方法，而如果您只需要静态多态性（使编码更容易并编写通用代码而不是处理通用输入），那么模板/概念也是一种选择。

【解决方案3】：

当您想要保持类型安全或想要避免虚拟分派时，在基础（或组合）中使用模板。

【讨论】：

确实，我怀疑面试官想要避免通过CRTP 进行虚拟调度。

【解决方案4】：

在定义适用于多种不相关对象的接口时，模板是合适的。模板对于容器类来说非常有意义，因为它需要泛化容器中的对象，同时保留类型信息。

在继承的情况下，所有参数必须是定义的参数类型，或者从它扩展。因此，当方法对正确具有直接层次关系的对象进行操作时，继承是最佳选择。

如果错误地应用了继承，则需要创建过于复杂的类层次结构，以及不相关的对象。代码的复杂性会增加一点点。如果是这种情况，请使用模板。

【讨论】：

【解决方案5】：

模板描述了一种算法，例如决定类的两个对象之间的比较结果或对它们进行排序。被操作的对象的类型（类）不同，但操作或逻辑或步骤等在逻辑上是相同的。

另一方面，子类使用继承只是为了扩展或更具体的父类功能。希望这是有道理的

【讨论】：