C++编译期多态与运行期多态
作者:网络转载 发布时间:[ 2016/1/18 10:08:21 ] 推荐标签:.NET 测试开发技术
编译期多态
对模板参数而言,多态是通过模板具现化和函数重载解析实现的。以不同的模板参数具现化导致调用不同的函数,这是所谓的编译期多态。
相比较于运行期多态,实现编译期多态的类之间并不需要成为一个继承体系,它们之间可以没有什么关系,但约束是它们都有相同的隐式接口。我们将上面的例子改写为:
class Animal
{
public :
void shout() { cout << "发出动物的叫声" << endl; };
};
class Dog
{
public:
void shout(){ cout << "汪汪!"<<endl; }
};
class Cat
{
public:
void shout(){ cout << "喵喵~"<<endl; }
};
class Bird
{
public:
void shout(){ cout << "叽喳!"<<endl; }
};
template <typename T>
void animalShout(T & t)
{
t.shout();
}
int main()
{
Animal anim;
Dog dog;
Cat cat;
Bird bird;
animalShout(anim);
animalShout(dog);
animalShout(cat);
animalShout(bird);
getchar();
}
在编译之前,函数模板中t.shout()调用的是哪个接口并不确定。在编译期间,编译器推断出模板参数,因此确定调用的shout是哪个具体类型的接口。不同的推断结果调用不同的函数,这是编译器多态。这类似于重载函数在编译器进行推导,以确定哪一个函数被调用。
运行期多态与编译期多态优缺点分析
运行期多态优点
OO设计中重要的特性,对客观世界直觉认识。
能够处理同一个继承体系下的异质类集合。
运行期多态缺点
运行期间进行虚函数绑定,提高了程序运行开销。
庞大的类继承层次,对接口的修改易影响类继承层次。
由于虚函数在运行期在确定,所以编译器无法对虚函数进行优化。
虚表指针增大了对象体积,类也多了一张虚函数表,当然,这是理所应当值得付出的资源消耗,列为缺点有点勉强。
编译期多态优点
它带来了泛型编程的概念,使得C++拥有泛型编程与STL这样的强大武器。
在编译器完成多态,提高运行期效率。
具有很强的适配性与松耦合性,对于特殊类型可由模板偏特化、全特化来处理。
编译期多态缺点
程序可读性降低,代码调试带来困难。
无法实现模板的分离编译,当工程很大时,编译时间不可小觑。
无法处理异质对象集合。
关于显式接口与隐式接口
所谓的显式接口是指类继承层次中定义的接口或是某个具体类提供的接口,总而言之,我们能够在源代码中找到这个接口.显式接口以函数签名为中心,例如
void AnimalShot(Animal & anim)
{
anim.shout();
}
我们称shout为一个显式接口。在运行期多态中的接口皆为显式接口。
而对模板参数而言,接口是隐式的,奠基于有效表达式。例如:
template <typename T>
void AnimalShot(T & anim)
{
anim.shout();
}
对于anim来说,必须支持哪一种接口,要由模板参数执行于anim身上的操作来决定,在上面这个例子中,T必须支持shout()操作,那么shout是T的一个隐式接口。
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