C如何透過虛函數、重載、模板實現多態？

理解多態性

簡介

多態允許程式碼使用單一介面。 C 提供了多種實現多態性的技術，包括虛函數、函數重載、運算子重載、臨時多態性和參數多態性。

明確多態性

• 虛擬函數：允許運行時選擇特定於類型的程式碼
• 重載： 定義多個具有相同名稱但不同參數類型的函數。
• 模板： 允許通用編寫程式碼，使用類型的佔位符。

其他多態性技術

• 暫時多態性：手動定義特定類型的行為。
• 參數多態性：編寫可以無需顯式類型即可使用任何類型

術語

運行時與編譯時多態性：

• 運行-時間多態性使用虛函數來選擇代碼
• 編譯時多態性使用重載或模板在編譯時選擇代碼。

Ad-hoc 與參數多態性：

• 暫時多態性需要每個多態性的明確支持類型。
• 參數多態性可以在沒有特定類型知識的情況下進行通用操作。

討論

虛擬函數提供強大的多態性，但需要運行時開銷。具有重載和模板的編譯時多態性允許最佳化並避免運行時檢查。

外圍多態性機制

• 編譯器提供的重載：運算子的內建重載和轉換。
• 標準轉換： 相容類型之間的自動轉換。
• 強制轉換： 從一種類型到另一種類型的明確轉換。

外設的意義機制

這些機制透過自動將類型對應到特定於類型的操作來實現多態性行為。在參數多態上下文中，它們允許使用有限的程式碼處理不同的類型。這可以減少程式碼重複並提供「盡力而為」的行為，利用現有的函數和資料。

結論

C 的多種多態性技術為處理程式碼中的不同類型提供了靈活性和效率。虛擬函數適合運行時變化的實現，而編譯時多態性提供最佳化的程式碼。外圍機制透過將類型對應到適當的操作並簡化參數多態程式碼來補充這些技術。

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