C++模板与继承结合实现代码复用-C++-PHP中文网

C++模板与继承结合实现代码复用

P粉602998670

发布： 2025-09-15 14:27:01

原创

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模板与继承结合可实现类型安全且灵活的代码复用；2. CRTP通过基类模板参数化派生类，实现静态多态，避免虚函数开销；3. 模板类封装通用逻辑，派生类继承并扩展特定功能，如ArrayBase提供内存管理，IntArray添加fill方法；4. 模板基类结合虚函数支持运行时多态，适合插件架构中统一接口管理；5. 注意访问模板基类成员需用this->或显式限定，避免纯虚模板函数，警惕对象切片，优先组合 over 继承；6. 核心原则：模板抽象类型，继承复用行为，协同提升通用性与效率。

c++模板与继承结合实现代码复用

在C++中，模板和继承是两种强大的代码复用机制。将它们结合使用，可以在保持类型安全的同时，实现高度灵活和可扩展的设计。通过模板参数化类型，再配合继承来共享接口或实现，能有效减少重复代码，提升程序的通用性和可维护性。

模板与继承的基本结合方式

最常见的结合方式是让一个类模板继承自另一个类（可以是普通类、模板类），从而复用基类的功能。

示例：CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）

这是一种典型的模板与继承结合的技术，用于实现静态多态：

template<typename T>
class Base {
public:
    void interface() {
        static_cast<T*>(this)->implementation();
    }
};

class Derived : public Base<Derived> {
public:
    void implementation() {
        // 具体实现
    }
};

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这种模式在编译期就能确定调用关系，避免虚函数开销，常用于高性能库设计。

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通过继承复用模板类的实现

模板类可以封装通用逻辑，派生类只需提供特定行为。

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比如，定义一个通用容器模板，然后通过继承扩展功能：

template<typename T>
class ArrayBase {
protected:
    T* data;
    int size;

public:
    ArrayBase(int s) : size(s) {
        data = new T[size];
    }

    ~ArrayBase() {
        delete[] data;
    }

    T& operator[](int i) {
        return data[i];
    }

    int getSize() const { return size; }
};

class IntArray : public ArrayBase<int> {
public:
    IntArray(int s) : ArrayBase<int>(s) {}

    void fill(int value) {
        for (int i = 0; i < size; ++i)
            data[i] = value;
    }
};

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这样，IntArray复用了ArrayBase的内存管理和基本操作，只添加了特定方法。

模板基类与虚函数结合

有时需要运行时多态，同时保留类型灵活性：

template<typename T>
class HandlerBase {
public:
    virtual ~HandlerBase() = default;
    virtual void process(const T& item) = 0;
};

template<typename T>
class DefaultHandler : public HandlerBase<T> {
public:
    void process(const T& item) override {
        // 默认处理逻辑
    }
};

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这种方式适合插件式架构，不同类型的处理器可通过模板定制，又统一通过基类指针管理。