C++中派生类容器转基类容器的优化通用实现问询

类结构定义 #

我们定义了如下类结构：

struct A {
   int x;
   auto display() const noexcept -> void { /* 显示逻辑 */ }
};

struct B final : A {
    /* 无额外成员 */
    auto foo() const noexcept -> void { ... }
};

原始函数的兼容性问题 #

实现了如下处理函数：

auto display_all_as(std::span<A const> as) noexcept -> void {
    for (auto const a : as)
        a.display();
}

该函数可正常处理std::array<A, 3>类型参数，但无法接收std::array<B, 3>类型参数，编译报错：不存在从array<B,3>到array<A,3>的已知转换。

模板方案的缺陷 #

将函数修改为模板形式后解决了兼容问题：

template <class T>
   requires std::ranges::range<T> and std::is_convertible_v<typename T::value_type, A>
auto constexpr display_all_as(T as) noexcept -> void {
    for (auto const a : as)
        a.display();
}

但该方案存在两个明显问题：

• 依赖容器提供value_type类型别名，自定义容器可能不满足这一条件，通用性不足；
• 使用clang++ 19.1.7编译（编译命令：clang++ main.cpp -std=c++20 -O3 -S）时，会针对A和B分别生成逻辑完全一致的汇编函数，造成代码冗余。

需求 #

希望得到更优化、更通用的实现方案，避免生成重复汇编代码。尽管通常不能直接将array<子类>转换为array<父类>以防止对象切片，但本场景中B未添加任何额外成员，理论上可以实现安全的转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Izik P.