C++ 中是否有多态性的替代方案？

Question

CRTP是在这个关于动态多态性的问题中提出的。 然而，据称这种模式仅对静态多态性有用。 我正在查看的设计似乎受到虚拟函数调用的速度阻碍，如 在这里暗示。 甚至 2.5 倍的加速都很棒。

所讨论的类很简单，可以完全内联编码，但是直到运行时才知道将使用哪些类。 此外，他们可能会以任何顺序被锁起来，使表现雪上加霜。

欢迎提出任何建议（包括在这种情况下如何使用 CRTP）。

编辑：谷歌搜索显示了函数模板的提及。 这些看起来很有希望。

Answer 1

多态性字面意思是多种（多）形式（变形）。 在静态类型语言（例如 C++）中，存在三种类型的多态性。

1. 即席多态性：在 C++ 中最好将其视为函数和方法重载。 相同的函数名称将根据调用函数或方法签名的参数的编译时类型的匹配来绑定到不同的方法。
2. 参数多态性：在 C++ 中，这是模板以及您可以用它做的所有有趣的事情，例如 CRTP、专业化、部分专业化、元编程等。同样，在这种多态性中，相同的模板名称可以根据模板执行不同的操作参数是一个编译时多态性。
3. 子类型多态性：最后，这就是我们在 C++ 中听到多态性这个词时所想到的。 这是派生类重写虚函数以专门化行为的地方。 指向基类的相同类型的指针可以根据其指向的具体派生类型而具有不同的行为。 这就是在 C++ 中获得运行时多态性的方法。

如果直到运行时才知道将使用哪些类，则必须使用子类型多态性，这将涉及虚函数调用。

与静态绑定调用相比，虚拟方法调用的性能开销非常小。 我强烈建议您查看这个SO问题的答案。

Answer 2

我同意 m-sharp 的观点，即你不会避免运行时多态性。

如果你看重优化而不是优雅，请尝试

void invoke_trivial_on_all(const std::vector<Base*>& v)
{
  for (int i=0;i<v.size();i++)
    v[i]->trivial_virtual_method();
}

用类似

void invoke_trivial_on_all(const std::vector<Base*>& v)
{
  for (int i=0;i<v.size();i++)
  {
    if (v[i]->tag==FooTag)
      static_cast<Foo*>(v[i])->Foo::trivial_virtual_method();
    else if (v[i]->tag==BarTag)
      static_cast<Bar*>(v[i])->Bar::trivial_virtual_method();
    else...
  }
}

不漂亮的东西替换 say，当然不是 OOP（更多的是回归到你在旧的“C”中可能做的事情），但如果虚拟方法足够简单，你应该得到一个函数没有调用（取决于足够好的编译器和优化选项）。 使用dynamic_cast或typeid的变体可能稍微更优雅/安全，但要注意这些功能有自己的开销，无论如何可能与虚拟调用相当。

您最有可能看到上述改进的地方是，如果某些类方法是无操作的，并且它使您免于调用它们，或者如果函数包含常见的循环不变代码并且优化器设法将其从环形。

Answer 3

您可以走 Ole C 路线并使用工会。 尽管这也可能很混乱。