C++ 动多态 vs 静多态_动态多态的优点

 

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《c++ templates, chapter14》

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Summary

术 语：

---通过继承实现的多态是 绑定的  和  动态的。

绑定指： 各个子类的接口需要与公共基类的虚函数相同。 有时，也把绑定这个概念称为入侵的或插入的。

动态指： 接口的绑定是在运行期完成的。用基类的指针去调用哪个子类的虚函数呢，运行时才确定；

 

---通过模板实现的多态是 非绑定的 和 静态的

非绑定指： 不需要基类提供公共的接口。

静态指： 接口的绑定是在编译期完成的，即在编译器确定调用的哪个类的哪个具体的函数。
 

在其他语言中，还可能会有其他组合存在，例如smalltalk提供了非绑定的动态多态。

 

-----优点和缺点：

c++动态多态的优点：

# 能够优雅地处理异类集合；

# 可执行代码通常比较小（因为对于静多态而言，为处理不同的类型必须生成多个不同的模板实例。例如，下面的myDraw(const GeoObj& obj)函数，对于动态多态而言，

  只需要一份函数，但是对于静态多态而言，需要根据调用情况，生成myDraw_t<Line_t>, myDraw_t<Circle_t>等多份函数。）

 

c++静态多态的优点：

@ 代码效率较高，因为相比动态多态，其不存在通过指针的间接引用；

@ 具有更好的类型安全性，因为静多态会对所有的绑定操作进行检查。

缺陷：使用静多态后，再也不能透明地处理异类的集合；所有的类型都必须在编译期间确定；

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动多态

基类的指针指向子类对象，实现虚函数的动态绑定。

对于动态多态，相当引人注目的一个特点是处理异类容器的能力！ 如下的drawElems函数。

//base calss
class GeoObj {
public:
    virtual void draw() const = 0;
    virtual float centerX_of_gravity() const = 0;
 
};
class Circle :public GeoObj {
public:
    virtual void draw() const override
    {
        cout << "draw Circle\n";
    }
    virtual float centerX_of_gravity() const override {
        cout << "Called  Circle::centerX_of_gravity" << endl;
        return 0.f;
    }
};
 
class Line :public GeoObj {
public:
    virtual void draw() const override
    {
        cout << "draw Line\n";
    }
    virtual float centerX_of_gravity() const override {
        cout << "Called  Line::centerX_of_gravity" << endl;
        return 0.f;
    }
};

客户端代码：

void myDraw(const GeoObj& obj) {
    obj.draw();
}
 
float distanceOfX(const GeoObj& obj1, const GeoObj& obj2) {
    float disX =  obj1.centerX_of_gravity() - obj2.centerX_of_gravity();
    return std::fabs(disX);
}
 
//处理异类集合
void drawElems(const vector<GeoObj*>& elems) {
    for (const auto& it: elems) {
        it->draw();
    }
}
int main() {
    Line line;
    Circle c, c1, c2;
    myDraw(line);
    myDraw(c);
    distanceOfX(line, c1);
 
    vector<GeoObj*> elemsVec;
    elemsVec.push_back(&line);
    elemsVec.push_back(&c1);
    elemsVec.push_back(&c2);
    drawElems(elemsVec);
    return 0;
}

 

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静多态

模板也能用于实现多态，这种多态不依赖于基类的存在 (动态多态需要在基类中声明公共的函数接口)。

这种多态的“公共性”体现在各个不同的类都需要支持某些公共的函数接口。另外，各个类之间是相互独立的哦。

//具体的几何类。没有派生自其它任何类
class Circle_t {
public:
    void draw() const
    {
        cout << "draw Circle\n";
    }
    float centerX_of_gravity() const {
        cout << "Called  Circle_t::centerX_of_gravity" << endl;
        return 0.f;
    }
};
 
class Line_t {
public:
    void draw() const
    {
        cout << "draw Line\n";
    }
    float centerX_of_gravity() const {
        cout << "Called  Line_t::centerX_of_gravity" << endl;
        return 0.f;
    }
};
 
class Check_t {
public:
    void drawError() const
    {
        cout << "draw Line\n";
    }
};

客户端的使用：

template <class T>
void myDraw_t(const T& obj) {
    obj.draw();
}
 
template <class T1, typename T2>
float distanceOfX_t(const T1& obj1, const T2& obj2) {
    float disX = obj1.centerX_of_gravity() - obj2.centerX_of_gravity();
    return std::fabs(disX);
}
 
//只能将同类对象放到一个容器中：
template<class T>
void drawElems_t(const vector<T*>& elems) {
    for (const auto& it : elems) {
        it->draw();
    }
}
 
 
int main() {
    Line_t line;
    Line_t line1;
    myDraw_t(line); //编译器检测到该行后，会生成一个函数实例myDraw_t<Line_t>
 
    Circle_t c1;
    Circle_t c2;
    myDraw_t(c1); //编译器检测到该行后，会生成一个函数实例myDraw_t<Circle_t>
 
    distanceOfX_t(line,c1);//编译器检测到该行后，会生成一个函数实例distanceOfX_t<Line_t, Circle_t>
 
    vector<Line_t*> vect;
    vect.push_back(&line);
    vect.push_back(&line1);
    //vect.push_back(&c1); 不能酱Circle_t的对象放进去哦
    drawElems_t(vect);
 
    //Check_t checkObj;
    //myDraw_t(checkObj);//编译期间就可以检查出draw函数不是Check_t类的成员函数。
 
    return 0;
}