C++动多态和静多态
动多态的设计思想:对于相关的对象类型,确定它们之间的一个共同功能集,然后在基类中,把这些共同的功能声明为多个公共的虚函数接口。各个子类重写这些虚函数,以完成具体的功能。客户端的代码(操作函数)通过指向基类的引用或指针来操作这些对象,对虚函数的调用会自动绑定到你实际提供的子类对象上去。
静多态的设计思想: 对于相关的对象类型,直接实现它们各自的定义,不需要基类。只是隐式地规定各个具体类的实现中相同功能的接口名要相同。客户端把操作这些对象的函数定义为模板,你需要操作什么类型的对象,直接对模板指定该类型实参即可(或通过实参演绎获得)。
两种多态设计范式的比较:
(1)动多态的特点:通过继承实现、接口预先在基类中确定、是动态的(运行期绑定接口)。
优点:能处理异类集合(容器中存储基类指针即可)、可执行代码比较小(只需一个多态函数)、可以完全编译而不需要发布源码。
缺点:不能提前检查类型的安全性(如向容器中插入错误类型的对象)、性能低(有层层继承)、耦合性高(继承的耦合性高于组合)。
(2)静多态的特点:通过模板实现(宏也是实现静多态的一种途径)、接口没有预先确定而只是隐式地规定、是静态的(编译期绑定接口)。
优点:具体类可以只实现需要的接口、生成代码性能高(无需通过指针的间接调用,非虚函数具有更多的内联机会)、有更好的类型安全性(类型在编译期就进行检查)、耦合性低(各个类相互独立)、集合的元素类型不再局限于指针。
缺点:不能处理异类集合、可执行代码比较大(代码膨胀)、模板库源码需要发布、对模板实参类型有约束(比如需要该类型实现了operator<)。
现实中我们可以组合两种多态来做设计:从公共基类派生不同的子类,从而能够处理属于异类集合的不同对象。而需要操作具体某种类型的对象时,使用模板来实现。
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