C++模板类继承与虚函数结合使用-C++-PHP中文网

C++模板类继承与虚函数结合使用

P粉602998670

发布： 2025-09-15 11:48:01

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模板类与虚函数结合可实现泛型多态，通过模板定义抽象基类，派生类重写虚函数，利用指针或引用实现运行时多态，适用于策略模式等场景。

c++模板类继承与虚函数结合使用

在C++中，模板类与虚函数的结合使用是一个高级话题，涉及泛型编程和运行时多态的交互。虽然模板是编译时机制，而虚函数依赖运行时动态绑定，但两者可以协同工作，尤其在设计灵活且可复用的接口时非常有用。

模板类中的虚函数

可以在模板类中定义虚函数，包括纯虚函数，从而创建一个泛型的抽象基类。

例如，定义一个模板化的抽象基类：

template <typename T>
class Base {
public:
    virtual ~Base() = default;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>virtual void process(const T& value) = 0;

virtual T getDefaultValue() {
    return T{};
}

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};

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这个基类对类型 T 是通用的，并声明了一个纯虚函数 process 和一个带默认实现的虚函数 getDefaultValue。派生类必须实现 process，同时可以选择重写 getDefaultValue。

从模板类继承并实现虚函数

派生类需要具体化模板参数，并实现虚函数以支持多态。

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {
public:
    void process(const T& value) override {
        std::cout << "Processing value: " << value << std::endl;
    }
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>T getDefaultValue() override {
    return T{42}; // 假设 T 支持该构造
}

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};

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注意：即使派生类也是模板类，它依然能正确重写基类的虚函数。关键在于函数签名匹配，包括参数类型和 const 修饰符。

实例化与多态使用

由于基类是模板类，不能直接声明其对象，但可以通过指针或引用实现运行时多态。

int main() {
    Base<int>* ptr = new Derived<int>();
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>ptr->process(10);           // 调用 Derived<int>::process
std::cout << ptr->getDefaultValue() << std::endl; // 输出 42

delete ptr;
return 0;

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}

这里体现了两个核心机制：