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  • C++ 静多态与动多态

    多态是指通过单一的标识支持不同的特定行为的能力。

    C++中有两种多态,称为动多态(运行期多态)静多态(编译期多态),而静多态主要通过模板来实现,宏也是实现静多态的一种途径

    动多态在C++中是通过虚函数实现的,即在基类中存在一些接口(一般为纯虚函数),子类必须重载这些接口。这样通过使用基类的指针或者引用指向子类的对象,就可以实现调用子类对应的函数的功能。动多态的函数调用机制是执行期才能进行确定,所以它是动态的。

    #include <iostream> 
    using namespace std;
    
    class shape 
    { 
    public: 
        virtual void draw() = 0; 
    };
    
    class line : public shape 
    { 
    public: 
        void draw() 
        { 
            cout << "line is drawing!" << endl; 
        } 
    };
    
    class circle : public shape 
    { 
    public: 
        void draw() 
        { 
            cout << "circle is drawing!" << endl; 
        } 
    };
    
    int main() 
    { 
        shape* pLine = new line; 
        shape* pCircle = new circle;
    
    //     line line; 
    //     circle circl; 
    //     
    //     shape& referenceLine = line;    //引用 
    //     shape& referenceCircl = circl; 
    // 
    //     referenceLine.draw(); 
    //     referenceCircl.draw();
    
        pLine->draw(); 
        pCircle->draw(); 
        if( pCircle ) delete pCircle ; 
        if( pLine ) delete pLine ; 
        return 0; 
    }

    静多态是采用模板机制实现的,没用基类,因此也不用进行绑定。它不采用虚函数机制,所以所有调用在编译期就可确定,因此它是静态的。

    #include <iostream> 
    using namespace std;
    
    class line 
    { 
    public: 
        void draw() 
        { 
            cout << "line is drawing!" << endl; 
        } 
    };
    
    class circle 
    { 
    public: 
        void draw() 
        { 
            cout << "circle is drawing!" << endl; 
        } 
    };
    
    template<typename T> 
    void drawShape(T & shape) 
    { 
        shape.draw(); 
    }
    
    int main() 
    { 
        line lining; 
        circle circling; 
        drawShape( lining ); 
        drawShape( circling );
    
        return 0; 
    }

    动多态的实现要通过虚函数,会产生虚表和虚指针,占用较多的空间,动多态需要在运行期进行绑定,所花费的时间较静多态多。

      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)。

    静多态在空间和时间上都比动多态表现的好,因此在其他的条件相同的情况下,应该更多的使用静多态。但是静多态也有一些缺点,如它不能够处理异类的集合,也没有动多态灵活。并且现在大部分编译器不支持模板的分离编译,因此要将声明和实现写在一个文件中,这样会暴露更多的细节。

    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<)。

    到底用动多态还是静多态,应该根据情况综合考虑决定。我们也可以结合动多态和静多态来获得一个很好的效率和灵活性。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/staring-hxs/p/3669497.html
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