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Effective C++:条款41:了解隐式接口和编译期多态
2015-07-20 17:39:09 来源: 作者: 【 】 浏览:3
Tags:Effective 条款 了解 接口 编译

(一)

首先看下面的类以及函数:

class Widget {
public:
	Widget();
	virtual ~Widget();
	virtual size_t size() const;
	virtual void normalize();
	virtual swap(Widget& other);
};
void doProcessing(Widget& w) {
	if(w.size() < 10 && w != someNastyWidget) {
		Widget temp(w);
		temp.normalize();
		temp.swap(w);
	}
}

由于w被声明为Widget,所以w必须支持Widget接口。我们可以在源码中找到这个接口(例如在widget.h中),看看它是什么样子,所以我们称此为一个显式接口,也就是它在源码中明确可见。

Widget某些成员函数是virtual,w对那些函数的调用表现出运行期多态,运行期根据w的动态类型决定究竟调用哪个函数。

(二)

template及泛型编程的世界,与面向对象有着根本的不同。隐式接口和编译期多态移到了前头:

template
  
   
void doProcessing(T& w) {
	if(w.size() > 10 && w != someNastyWidget) {
		T temp(w);
		temp.normalize();
		temp.swap(w);
	}
}
  

w必须支持哪一种接口,由template中执行与w身上的操作来决定。本例w的类型T必须支持size,normalize和swap成员函数,copy构造函数、不等比较!=,并非完全正确。这一组表达式便是T必须支持的一组隐式接口。

凡涉及w的任何调用,例如operator!=,有可能造成template的具现化,是这些调用得以成功。这样的具现化发生在编译期。“以不同的template参数具现化function template”会导致调用不同的参数,这便是编译期多态(compile-time polymorphism)。类似于“哪个重载函数被调用”(发生在编译期)和“哪一个virtual函数被调用”(发生在运行期)之间的差异。

显式接口由函数的签名式(名称、参数类型、返回类型)构成:例如

class Widget{
public:
Widget();
virtual ~Widget();
virtual std::size_t size() const;
virtual void normalize();
virtual swap(Widget& other);
};

除了上面的还有编译期产生的copy构造函数和copy assignment操作符。另外也可以包括typedefs等。

隐式接口不基于函数签名式,而是由有效表达式(valid expressions)组成。

template
  
    
void doProcessing(T& w) 
{ 
    if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget){ 
        T temp(w); 
        temp.normalize(); 
        temp.swap(w); 
    } 
}
  

T(w的类型)的隐式接口好像有这些约束:

必须提供一个size成员函数;

必须支持operator!=;

真要感谢操作符重载带来的可能性,这两个约束都不需要满足。

原因:

T必须支持size成员函数,然而这个函数可以从base class继承而得。这个函数不需要返回一个整数值,他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)必须能够调用一个operator>。这个operator>可以取得类型为Y的参数,只要存在一个隐式转换能将类型X的对象转换为类型Y的对象。

同样道理T并不需要支持operator!=,operator!=只要阶接受一个类型为X和Y的对象,T可以转换为X而someNastyWidget可以转换成Y。

加诸于template参数身上的隐式接口,就像加诸于class对象身上的显式接口一样真实,都在编译期完成检查。


请记住:

(1)class和template都支持接口和多态。

(2)对classes而言,接口是显式的(explicit),以函数签名为中心。多态则是通过virtual函数发生在运行期。

(3)对template参数而言,接口是隐式的(implicit),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(function overloading resolution)发生在编译期。











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