effective c++ 41 隐式接口和编译器多态
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effective c++ 41 隐式接口和编译器多态
分析
面向对象编程总是以显式接口和运行期多态解决问题。举个例子,给定这样“无意义”的类
class Widget{
public:
Widget();
virtual ~Widget();
virtual std::size_t size() const;
virtual void normalize();
void swap(Widget& other);
};
和这样“无意义”的函数:
void doProcessing(Widget & w){
if(w.size() > 10 & w != someNestyWidget){
Widget temp(w);
temp.normaliza();
temp.swap(w);
}
}
我们可以这样说doProcessing内的w:
- 由于w的类型被声明为Widget,所以w必须支持Widget接口。我们可以在widget.h中找出这个接口,看看它是什么样子,所以我们称之为一个显式接口,也就是它在源码中明确可见
- 由于Widget的某些成员函数是virtual,w对那些函数的调用将表现出运行期多态,也就是将于运行期根据w的动态类型决定究竟调用哪一个函数。
模板以及泛型编程世界,与面向对象有根本的不同。在此世界中显式接口和运行期多态依旧存在,但重要性降低。隐式接口和编译期多态更重要:
template<typename T>
void doProcessing(T & w){
if(w.size() > 10 & w != someNestyWidget){
Widget temp(w);
temp.normaliza();
temp.swap(w);
}
}
我们可以这样说doProcessing内的w:
- w必须支持哪一种接口,是由模板中执行在w身上的操作来决定。上面w的类型T必须支持size、不等比较、拷贝构造、normalize、swap这几种函数。这些就是T必须支持的一组隐式接口
- 凡涉及到w的任何函数调用,比如operator!=,有可能造成模板具现化。这样的具现行为发生在编译期,“以不同的模板参数具现化函数模板”会导致调用不同的函数,这就是编译期多态
编译期多态 VS 运行期多态
编译期多态:哪一个重载函数被调用 运行期多态:哪一个虚函数被绑定
显式接口 VS 隐式接口
通常显式接口有函数的签名(也就是函数名称、参数类型、返回类型)构成。
class Widget{
public:
Widget();
virtual ~Widget();
virtual std::size_t size() const;
virtual void normalize();
void swap(Widget& other);
};
比如Widget类中public接口由构造函数、析构函数、函数size,normalize,swap及其参数类型、返回值类型、常量性组成,当然也包括编译期产生的拷贝构造函数和拷贝运算符。另外也可以包括typedef、成员变量(不建议成员变量声明为public)
隐式接口:它并不基于函数签名式,而是由有效表达式组成。
template<typename T>
void doProcessing(T & w){
if(w.size() > 10 & w != someNestyWidget){
看起来T的隐式接口必须由这些约束
- 它必须提供一个叫做size()的成员函数,该函数返回一个整数值
- 它必须支持一个叫做operator!=的函数,用来比较两个对象
实际上这个两个约束都不需要满足
T必须支持成员函数,但是这个函数也可以从基类继承。这个函数不一定返回int,它唯一要做的是返回一个类型为X的对象,而X对象加上一个int(10的类型)必须能够调用一个operator>
同理,T并不需要支持operator!=
可以看出,隐式接口仅仅是由一组有效表达式组成
总结
- classes和template都支持接口和多态。
- 对classes而言接口时显示的explicit, 以函数签名为中心。多态则是通过虚函数发生于运行期。
- 对template参数而言,接口时隐式的,奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析发生于编译期。
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