Polymorphism in C++ Ask Question

¹ - テンプレートは非常に柔軟です。スフィナエ（参照std::enable_if) は、パラメトリック多態性に対する複数の期待セットを効果的に許可します。たとえば、処理するデータの型にメンバーがある場合は.size()1 つの関数を使用し、それ以外の場合は必要のない別の関数.size()(ただし、おそらく何らかの影響を受ける - たとえば、より遅いものを使用したりstrlen()、ログにあまり役に立たないメッセージを出力したりします) をエンコードできます。また、テンプレートが特定のパラメーターでインスタンス化されるときに、一部のパラメーターをパラメトリックのままにするか (部分的なテンプレートの特殊化） か否か （完全な専門化）。

「多形性」

アルフ・スタインバッハは、C++標準では多形性仮想ディスパッチを使用した実行時ポリモーフィズムのみを指します。C++ の作成者 Bjarne Stroustrup の用語集によると、一般的なコンピュータサイエンスの意味はより包括的です (http://www.stroustrup.com/glossary.html （英語）):

ポリモーフィズム - 異なるタイプのエンティティへの単一のインターフェイスを提供します。仮想関数は、基本クラスによって提供されるインターフェイスを通じて動的 (実行時) ポリモーフィズムを提供します。オーバーロードされた関数とテンプレートは、静的 (コンパイル時) ポリモーフィズムを提供します。TC++PL 12.2.6、13.6.1、D&E 2.9。

この回答は、質問と同様に、C++ の機能をコンピューター サイエンスの用語に関連付けます。

議論

C++標準では、コンピュータサイエンスコミュニティよりも狭い「ポリモーフィズム」の定義を使用して、相互理解を確保しています。あなたの視聴者は考慮します...

• 明確な用語を使用する（「このコードを他の型で再利用できますか？」または「仮想ディスパッチを使用できますか？」ではなく、「このコードをポリモーフィックにできますか？」）、および/または
• 用語を明確に定義します。

それでも、優れたC++プログラマーになるために重要なのは理解ポリモーフィズムが実際に何をもたらすのか...

    「アルゴリズム」コードを一度書いて、それを多くの種類のデータに適用できるようにする

...そして、さまざまなポリモーフィック メカニズムが実際のニーズにどのように適合するかを十分に認識してください。

実行時ポリモーフィズムは以下に適しています:

• 入力はファクトリーメソッドによって処理され、sを介して処理される異種オブジェクトコレクションとして吐き出されるBase*。
• 設定ファイル、コマンドラインスイッチ、UI設定などに基づいて実行時に選択される実装。
• ステート マシン パターンなど、実行時に実装が変化する。

実行時のポリモーフィズムを明確に駆動するものがない場合は、コンパイル時のオプションが望ましい場合が多くあります。次の点を考慮してください。

• テンプレート化されたクラスの「コンパイルされた内容」という側面は、実行時に失敗するファットインターフェースよりも好ましい。
• スフィナエ
• CRTP
• 最適化（インライン化、デッドコードの除去、ループの展開、静的スタックベース配列とヒープの比較など）
• __FILE__、__LINE__文字列リテラルの連結、その他のマクロ独自の機能（これらは依然として悪です ;-)）
• テンプレートとマクロはセマンティックな使用法がサポートされているかどうかをテストしますが、そのサポートの提供方法を​​人為的に制限しません（仮想ディスパッチでは、正確に一致するメンバー関数のオーバーライドを要求する傾向があります）。

多態性をサポートするその他のメカニズム

約束どおり、完全性を期すために、いくつかの周辺トピックを取り上げます。

• コンパイラが提供するオーバーロード
• コンバージョン
• キャスト/強制

この回答は、上記の組み合わせによってポリモーフィック コード、特にパラメトリック ポリモーフィズム (テンプレートとマクロ) が強化され、簡素化される仕組みについて説明して終わります。

型固有の操作にマッピングするためのメカニズム

> 暗黙的なコンパイラ提供のオーバーロード

概念的には、コンパイラはオーバーロード組み込み型用の演算子が多数あります。概念的にはユーザー指定のオーバーロードと違いはありませんが、見落とされやすいためリストされています。たとえば、同じ表記を使用してints とs を追加すると、コンパイラは次のものを生成します。doublex += 2

• タイプ固有のCPU命令
• 同じタイプの結果。

オーバーロードは、ユーザー定義型にシームレスに拡張されます。

std::string x;
int y = 0;

x += 'c';
y += 'c';

double a(double x) { return x + 2; }

a(3.14);
a(42);

int a, b;

if (std::cin >> a >> b)
    f(a, b);

f(const std::string& x);
f("hello");  // invokes `std::string::string(const char*)`

void f()
{
    typedef int Amount;
    Amount x = 13;
    x /= 2;
    std::cout << x * 1.1;
}

void f()                               void f()
{                                      {
    typedef int Amount;                    typedef double Amount;
    Amount x = 13;                         Amount x = 13.0;
    x /= 2;                                x /= 2.0;
    std::cout << double(x) * 1.1;          std::cout << x * 1.1;
}                                      }

template <typename Amount>
void f()
{
    Amount x = 13;
    x /= 2;
    std::cout << x * 1.1;
}

template <typename Amount, typename Policy>
void f()
{
    Amount x = Policy::thirteen;
    x /= static_cast<Amount>(2);
    std::cout << traits<Amount>::to_double(x) * 1.1;
}