Step By Step(C++模板和继承)

一、命名模板参数：

    有些高级脚本语言，如Perl、PL/SQL等，他们的函数参数在调用时都支持命名参数，既在调用时可以不按照顺序传递参数，而是p可以按照参数的名字传递。先看下面的代码示例：
    template<typename Policy1 = DefaultPolicy1,
             typename Policy2 = DefaultPolicy2,
             typename Policy3 = DefaultPolicy3,
             typename Policy4 = DefaultPolicy4>
    class BreadSlicer {
        ... ...
    }
    上面的模板类含有4个模板参数，如果要想指定其中的某个参数不为缺省参数，那么也必须同时指定其之前的所有模板参数，如：
    BreadSlicer<DefaultPolicy1,DefaultPolicy2,Custom>，然而我们更希望使用这样的调用形式：BreadSlicer<Policy3 = Custom>。下面将给出一些具体的实现，请务必留意代码中的关键性注释：

    #include <stdio.h>
    #include <typeinfo>
    #include <conio.h>
    
    //先定义出不同的策略类。
    class DefaultPolicy1 {};
    class DefaultPolicy2 {};
    class DefaultPolicy3 {};
    class DefaultPolicy4 {};
    
    //该类将会是所有Policy Class的基类。他提供了缺省的四个Policy的类型重定义。
    //因此在缺省情况下，这四个Policy将会是BreadSlicer的四个Policy。
    class DefaultPolicies {
    public:
        typedef DefaultPolicy1 P1;
        typedef DefaultPolicy2 P2;
        typedef DefaultPolicy3 P3;
        typedef DefaultPolicy4 P4;
    };
    
    //这里之所以给出中间类DefaultPolicyArgs，同时又让该类以虚拟继承的方式继承
    //DefaultPolicies，一是为了避免后面在多重继承同一基类时而导致的二义性，同时
    //也是为了方便后面其他类的继承。
    class DefaultPolicyArgs : virtual public DefaultPolicies {
    };
    
    //这里之所以有第二个常量模板参数，是为了避免重复继承相同的基类。
    template<typename Base, int D>
    class Discriminator : public Base {
    };
    
    //在这里，如果没有Discriminator的常量模板参数，将极有可能导致继承同一个基类。
    template<typename Setter1, typename Setter2, 
             typename Setter3, typename Setter4>
    class PolicySelector : public Discriminator<Setter1,1>,public Discriminator<Setter2,2>, 
        public Discriminator<Setter3,3>, public Discriminator<Setter4,4> {
    };
    
    template<typename PolicySetter1 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter2 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter3 = DefaultPolicyArgs,
        typename PolicySetter4 = DefaultPolicyArgs>
    class BreadSlicer {
    public:
        //在该类后面的实现中，不要直接使用模板参数，而是要使用Policies::P1, P2, P3, P4等。
        typedef PolicySelector<PolicySetter1,PolicySetter2,PolicySetter3,PolicySetter4> Policies;
        void DoTest() {
            printf("Policies::P1 is %s\n",typeid(Policies::P1).name());
            printf("Policies::P2 is %s\n",typeid(Policies::P2).name());
            printf("Policies::P3 is %s\n",typeid(Policies::P3).name());
            printf("Policies::P4 is %s\n",typeid(Policies::P4).name());
        }
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy1_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P1;   //改写DefaultPolicies中的基于P1的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy2_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P2;   //改写DefaultPolicies中的基于P2的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy3_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P3;   //改写DefaultPolicies中的基于P3的typedef。
    };
    
    template<typename Policy>
    class Policy4_is : virtual public DefaultPolicies {
    public:
        typedef Policy P4;   //改写DefaultPolicies中的基于P4的typedef。
    };
    
    class CustomPolicy {};
    
    int main() {
        BreadSlicer<Policy3_is<CustomPolicy> > bc;
        bc.DoTest();
        getch();
        return 0;
    }
    //Policies::P1 is class DefaultPolicy1
    //Policies::P2 is class DefaultPolicy2
    //Policies::P3 is class CustomPolicy
    //Policies::P4 is class DefaultPolicy4

    在上面的例子中一个非常重要的特点是，所有的模板实参都是DefaultPolicies的派生类。在声明BreadSlicer对象时，不同的派生类将覆盖不同的DefaultPolicies中的typedef。
    
二、递归模板模式：

    这是一种通用的模板设计模式，即派生类将本身作为模板参数传递给基类，如：
    template<typename DerivedT>
    class Base {
        ... ...
    };
    class MyDerived : public Base<MyDerived> {
        ... ...
    };
    基于这种模式，有一个非常著名的用例，即[MeyersCounting]，是《Effective C++》的作者Scott Meyers所设计的。通过继承以下代码中的基类，所有的派生类便可实现类实例计数的功能。在下面的基类中，将包含一个表示对象计数的静态成员，同时还会在基类构造的时候递增该值，并在析构的时候递减该值，见如下代码示例：

    #include <stdio.h>
    #include <conio.h>
    
    template<typename CountedType>
    class ObjectCounter {
    private:
        static size_t count;
    
    protected:
        ObjectCounter() {
            ++ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
        ObjectCounter(ObjectCounter<CountedType> const&) {
            ++ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
        ~ObjectCounter() {
            --ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
    
    public:
        static size_t liveCount() {
            return ObjectCounter<CountedType>::count;
        }
    };
    
    template<typename CountedType>
    size_t ObjectCounter<CountedType>::count = 0;
    
    //C++编译器会根据模板参数的不同实例化不同类型的类对象，因此模板参数不同，所使用的静态成员也是不同的。
    class MyClass : public ObjectCounter<MyClass> {
    };
    
    int main() {
        MyClass mc1;
        printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        {
            MyClass mc2;
            printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        }
        printf("The count of MyClass is %d\n",MyClass::liveCount());
        getch();
        return 0;
    }
    //The count of MyClass is 1
    //The count of MyClass is 2
    //The count of MyClass is 1