c++ template(七)——静态多态与动态多态_模板运行时动态性

在面向对象的程序设计中，多态可以说是一块基石。在c++中这块基石主要是通过继承和虚函数来实现的，由于这两个机制（继承和虚函数）可能都是运行期进行处理的，因此我们把这种多态称为动态多态。模板中也存在多态机制，但是却不是动态多态，而是静态多态。模板中静态多态简单的理解就是在编译器进行处理，而不是运行期。在学习静态多态之前，先让我们回顾一下动态多态。

• 动态多态的设计思想：对于几个相关的对象模型，确定它们之间的一个共同功能集；然后在基类（父类）中，把这些共同的功能声明为多个虚函数的接口。然后让基类（父类）的虚函数接口指向派生类（子类）的对象。现在让我们简单的看看一个动多态的一个列子。

 

  

 
class Person {
public:
	virtual void foot() {
		std::cout << "People are footing";
	}
};
 
class Jay :public Person {
	void foot() override{
		std::cout << "Jay sings while walking";
	}
};

•  静多态不依赖与基类中包含公共行为的因素，每个对象模型是相互独立的，但仍然存在一种隐士的公共性。

class Person {
public:
	void foot() {
		std::cout << "People are footing" << std::endl;
    }
};
 
class Jay {
public:
	void foot() {
		std::cout << "Jay sings while walking" << std::endl;
	}
};
 
template<typename Person>
void foot1(Person& person) {
	person.foot();
}
 
template<typename Person1>
void foot2(Person1& person1) {
	person1.foot();
}
int main(void)
{
	Person person;
	Jay jay;
	foot1<Person>(person);
	foot2<Jay>(jay);
 
	return 0;
}

现在让我们总结一下动态多态和静态多态的区别，从区别可以更好的理解模板的静态多态。

• 通过继承实现的多态是绑定和动态的。所以虚函数的执行在运行时期，是动态绑定的。

              绑定：对于参与多态行为的类型，它们（具有多态行为）的接口是在公共基类的设计中就预先确定的，也就是说基类存在虚函数。

              动态：接口的绑定是在运行期完成的。

• 通过模板实现的多态是非绑定和静态的。

              非绑定：对于参与多态行为的类型，它们的接口预先是无法确定的，也就是说对象模型之间是相互独立的，所以不存在基类，但是却存在隐式的关联。

              静态：接口的绑定是在编译器完成的。

• 那么二者优点和缺点时什么呢？

动态多态的优点：

                             可执行代码较小，只需要一个虚函数，而对于静态多态，要处理不同的类型，所以要实例化不同的类型（虽然是内联的）。

                             可以对代码进行完全的编译。

静态多态的优点：

                            不需要公共基类来表达接口的共同性。

                            所生成的代码效率较高，因为不需要间接调用（指针或引用）。

                            具有更好的安全性，因为静态多态在编译器会对绑定的操作进行检查。