C++：多态类模板

Question

考虑一个存储一组Date对象的类Calendar。日历旨在保存从Date继承的任何类型对象的集合。我认为最好的方法是有一个类模板，比如

template<typename D> class Calendar{ 
    ...
}

但我突然意识到，D现在实际上可以是任何类。现在我的问题是，如何确保D是date对象的子类？

我知道怎么做是Java，但我仍然不熟悉C++语法。这个问题非常类似于一些集合只能接受实现可比较的模板变量。标头看起来就像这样

public class Calendar<D extends Date>{
     ...
}

-编辑：

模板参数定义日历引用的实际日期。不同的日期类型以不同的格式表示同一天。例如，如果我创建了一个Calendar<Gregorian>，它将能够获取另一种Date格式的日期，比如儒略历，或者任何其他日期格式，并以公历格式表示它们。这样就可以在不同日期格式的日历之间进行转换。因此，如果我有一个Calendar<Gregorian>，我可以很容易地将它转换为Calendar<Julian>。那么以下情况是可能的：

Calendar<Gregorian> cal;
std::cout << "These events are entered as dates in 
    the Gregorian calendar" << std::endl;
cal.add_event("Christmas", 12, 25);
cal.add_event("Gregorian new year", 1, 1);
std::cout << cal << std::endl;
std::cout << "----" << std::endl;
std::cout << "And printed out as Julian dates" << std::endl;
Calendar<Julian>(cal);
std::cout << cal<< std::endl;

和输出：

These events are entered as dates in the Gregorian calendar
2009-12-25 Christmas
2010-01-01 Gregorian new year
----
And printed out as Julian dates
2009-12-13 Christmas
2009-12-19 Gregorian new year

-新编辑：

最后一次编辑现在更有意义了。我对格式有一点不同。

谢谢你所有的答案。

我是一名计算机科学专业的大三学生，我想说我对OO和多态等相关概念相当熟悉。这篇文章的目的是找出在C++中是否有一种方法可以像Java语言一样表达模板参数的条件，并以简洁、优雅和直观的方式解决问题。

Answer 1

我知道怎么做是Java，但我仍然不熟悉C++语法。这个问题非常类似于一些集合只能接受实现可比较的模板变量。标头看起来就像这样

public class Calendar<D extends Date>{
     ...
}

诚然，这是同样的问题，在C++中，通常通过忽略它来解决它。为什么我们需要强制要求对象必须实现IComparable？在Java中，它是必要的，因为它的类型系统很弱。如果没有这个约束，我们将无法比较对象。

在C++中，规则是不同的。容器只是尝试比较它们存储的对象，如果类型不支持它，你就会得到一个编译错误。不需要接口或继承。

您通常会在Calendar类中执行相同的操作。简单地说，不要强制执行“必须子类形式的Date”约束。

相反，应指定该类型必须公开的成员，以及应从这些成员中预期的语义。

例如，如果日历尝试对date对象d0和d1执行以下操作

d0.getDay();
d0.getTime();
Time t = d0 - d1;

那么这些就是应该支持的操作了。任何支持这些操作的类都是有效的Date类，即使它没有子类。

Answer 2

您正在寻找的是对模板参数的概念检查。这些已经是下一个C++标准草案的一部分，但在几周/几个月前又被抛弃了。

在语言本身没有概念的情况下，有一些库试图做到这一点，但希望概念检查成为核心语言的一部分的原因是，如果没有语言支持，几乎不可能实现概念检查。

不过，在您的具体示例中，这应该不会太难。例如，您可以在基类中放入一些特殊的typedef并进行检查：

class date {
  public:
    typedef int is_derived_from_date;
};

template<typename D> class Calendar{ 
    typedef typename D::is_derived_from_date blah;
    ...
};

另一种方法是选择网上浮动的任何is_derived<B,D>::result模板元函数，并在Calender类中实现对此的静态检查。Boost同时具有is_derived元函数和静态断言。

然而，说了这么多，我不得不质疑你的设计。如果你想使用模板的编译时多态性，那么普通的OO多态性有什么问题？

Answer 3

我认为您的问题不需要使用模板就可以解决。D总是Date的派生类，那么为什么不只有Date对象的集合呢？