C++拾趣——使用多态减少泛型带来的代码膨胀
泛型编程是C++语言中一种非常重要的技术,它可以让我们大大减少相似代码编写量。有时候,我和同事提及该技术时,称它是“一种让编译器帮我们写代码的技术”。(转载请指明出于breaksoftware的csdn博客)
C++是一门静态语言,它最终的编译成果是可以直接运行于冯诺依曼体系的计算机上,而不像其他动态语言,可以运行于虚拟机等容器中。由于对运行效率得追求,C++也是一门类型精确的语言,即object是什么类型,在编译时往往就要确定好,这种方式可以称为数据的静态绑定。
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,我们只写了一个call_function模板函数,但是最终编译器会将其翻译成为两个独立的函数,分别是call_function<PrintA>()和call_function<PrintB>()。这也是之前所述“一种让编译器帮我们写代码的技术”的表现。
我们逆向上述代码来验证下
上图我们看到call_function<PrintA>()和call_function<PrintB>()方法的地址是不同的。这就意味着,这两个方法拥有各自的代码逻辑。再上升一个层次去看,使用call_function的模板方法的类有多少种,就会产生多少个相应的特化方法。我们只写了一个模板方法,但是编译器最终帮我们生成了多个,这个过程和现象我们称为发生了“代码膨胀”。
编译器将类型特化,即精确指定了类型,这就使得C++程序在运行时直接跳转到相应函数地址就行,而不需要做类型判别后去路由。这也是C++高效的一个重要原因。
除了静态绑定,C++还有半动态绑定。这也是C++实现多态的技术基础。我们可以使用该技术,部分的解决泛型技术带来的“代码膨胀”的问题。
以上例为例,我们只要增加如下方法就行
void call(PrintA& f) {
f();
}
然后调用call(a)和call(b)
可以看到,两次调用的call方法指向了同一个地址。于是不管call方法操作的类型有多少个,它都没有导致代码的膨胀。
需要指出的是,泛型和多态在上例中,体现了“空间”和“时间”的选择问题。当我们在做优化代码时,往往最终会走到“时间换空间”或者“空间换时间”的选择中。
上例泛型技术,生成了多份函数。在调用时,方法对应的函数地址是确定的,于是这是种调用是高效的。这是“空间换时间”的案例。
上例多态技术,只生成了一份代码。在调用时,call方法需要找到object的虚表,然后计算出虚函数的地址,最后才能调用相应的虚函数。这个过程没有直接call一个地址快。这是“时间换空间”的案例。
目前CPU的发展已经进入瓶颈,磁盘的空间却越来越便宜。很多人可能觉得“空间换时间”是个更好的选择,其实不可以一概而论。因为如果程序的最终编译产物小,其在CPU指令缓存中发生了cache miss也可能变小,最终效率可能还是可观的。
- web中的水晶报表 "出现通信错误。将停止打印"
- nginx反向代理中proxy_set_header 运维笔记
- 期待已久的直播能力开放了!年底之前来波大的
- 两个目录中,删除其中一个目录中同名文件的做法
- linux下监控某个目录是否被更改
- centos下升级git版本的操作记录
- linux下core file size设置笔记
- linux下文件加密操作记录
- python的with语句,超级强大
- “AS3.0高级动画编程”学习:第二章转向行为(上)
- Linux下性能调试工具-top和sar运维笔记
- Apache+wsgi+flask部署
- “勒索病毒”到底会勒索啥,尽可以做到让全球对之恐惧无奈!
- 解决win10 关键错误开始菜单和cortana无法工作 的问题(转-真的成功了)
- JavaScript 教程
- JavaScript 编辑工具
- JavaScript 与HTML
- JavaScript 与Java
- JavaScript 数据结构
- JavaScript 基本数据类型
- JavaScript 特殊数据类型
- JavaScript 运算符
- JavaScript typeof 运算符
- JavaScript 表达式
- JavaScript 类型转换
- JavaScript 基本语法
- JavaScript 注释
- Javascript 基本处理流程
- Javascript 选择结构
- Javascript if 语句
- Javascript if 语句的嵌套
- Javascript switch 语句
- Javascript 循环结构
- Javascript 循环结构实例
- Javascript 跳转语句
- Javascript 控制语句总结
- Javascript 函数介绍
- Javascript 函数的定义
- Javascript 函数调用
- Javascript 几种特殊的函数
- JavaScript 内置函数简介
- Javascript eval() 函数
- Javascript isFinite() 函数
- Javascript isNaN() 函数
- parseInt() 与 parseFloat()
- escape() 与 unescape()
- Javascript 字符串介绍
- Javascript length属性
- javascript 字符串函数
- Javascript 日期对象简介
- Javascript 日期对象用途
- Date 对象属性和方法
- Javascript 数组是什么
- Javascript 创建数组
- Javascript 数组赋值与取值
- Javascript 数组属性和方法
- 深入理解Linux内核进程上下文切换
- 面对疾风吧!io_uring 优化 nginx 实战演练
- 奇技淫巧:在 ssh 里面把服务器的文本复制到本地电脑
- 【计算机网络】学习笔记,第一篇:概述(谢希仁版)
- 【Objective-C】Objective-C语言的动态性
- Python解构与封装
- 关于内网穿透:NPS神器
- 【填坑系列】Python习题集
- Facebook 新一代 React 状态管理库 Recoil
- Adminer 简单的利用
- Xserver免脱壳解密APP
- Flask 入门系列教程(三)
- 数据分析入门系列教程-微博热点
- 数据分析入门系列教程-常用图表
- PyTorch中的model.zero_grad() vs optimizer.zero_grad()