? ? ? ? 泛型編程是C++語言中一種非常重要的技術(shù)，它可以讓我們大大減少相似代碼編寫量。有時候，我和同事提及該技術(shù)時，稱它是“一種讓編譯器幫我們寫代碼的技術(shù)”。（轉(zhuǎn)載請指明出于breaksoftware的csdn博客）

? ? ? ? C++是一門靜態(tài)語言，它最終的編譯成果是可以直接運行于馮諾依曼體系的計算機上，而不像其他動態(tài)語言，可以運行于虛擬機等容器中。由于對運行效率得追求，C++也是一門類型精確的語言，即object是什么類型，在編譯時往往就要確定好，這種方式可以稱為數(shù)據(jù)的靜態(tài)綁定。

template<class T>
void call_function(T& f) {f();
};class PrintA {
public:virtual void operator ()() {std::cout << "Print A" << std::endl;}
};class PrintB : public PrintA {
public:virtual void operator ()() {std::cout << "Print B" << std::endl;}
};int main() {PrintA a;PrintB b;call_function(a);call_function(b);return 0;
}

? ? ? ? 上例中，我們只寫了一個call_function模板函數(shù)，但是最終編譯器會將其翻譯成為兩個獨立的函數(shù)，分別是call_function<PrintA>()和call_function<PrintB>()。這也是之前所述“一種讓編譯器幫我們寫代碼的技術(shù)”的表現(xiàn)。

? ? ? ? 我們逆向上述代碼來驗證下

? ? ? ? 上圖我們看到call_function<PrintA>()和call_function<PrintB>()方法的地址是不同的。這就意味著，這兩個方法擁有各自的代碼邏輯。再上升一個層次去看，使用call_function的模板方法的類有多少種，就會產(chǎn)生多少個相應(yīng)的特化方法。我們只寫了一個模板方法，但是編譯器最終幫我們生成了多個，這個過程和現(xiàn)象我們稱為發(fā)生了“代碼膨脹”。

? ? ? ? 編譯器將類型特化，即精確指定了類型，這就使得C++程序在運行時直接跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)函數(shù)地址就行，而不需要做類型判別后去路由。這也是C++高效的一個重要原因。

? ? ? ? 除了靜態(tài)綁定，C++還有半動態(tài)綁定。這也是C++實現(xiàn)多態(tài)的技術(shù)基礎(chǔ)。我們可以使用該技術(shù)，部分的解決泛型技術(shù)帶來的“代碼膨脹”的問題。

? ? ? ? 以上例為例，我們只要增加如下方法就行

void call(PrintA& f) {f();
}

? ? ? ? 然后調(diào)用call(a)和call(b)

? ? ? ? 可以看到，兩次調(diào)用的call方法指向了同一個地址。于是不管call方法操作的類型有多少個，它都沒有導(dǎo)致代碼的膨脹。

? ? ? ? 需要指出的是，泛型和多態(tài)在上例中，體現(xiàn)了“空間”和“時間”的選擇問題。當(dāng)我們在做優(yōu)化代碼時，往往最終會走到“時間換空間”或者“空間換時間”的選擇中。

? ? ? ? 上例泛型技術(shù)，生成了多份函數(shù)。在調(diào)用時，方法對應(yīng)的函數(shù)地址是確定的，于是這是種調(diào)用是高效的。這是“空間換時間”的案例。

? ? ? ? 上例多態(tài)技術(shù)，只生成了一份代碼。在調(diào)用時，call方法需要找到object的虛表，然后計算出虛函數(shù)的地址，最后才能調(diào)用相應(yīng)的虛函數(shù)。這個過程沒有直接call一個地址快。這是“時間換空間”的案例。

? ? ? ? 目前CPU的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入瓶頸，磁盤的空間卻越來越便宜。很多人可能覺得“空間換時間”是個更好的選擇，其實不可以一概而論。因為如果程序的最終編譯產(chǎn)物小，其在CPU指令緩存中發(fā)生了cache?miss也可能變小，最終效率可能還是可觀的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++拾趣——使用多态减少泛型带来的代码膨胀的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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