C++ 靜多態與動多態

多態是指經過單一的標識支持不一樣的特定行爲的能力。

C++中有兩種多態，稱爲動多態（運行期多態）和靜多態（編譯期多態），而靜多態主要經過模板來實現，宏也是實現靜多態的一種途徑。

動多態在C++中是經過虛函數實現的，即在基類中存在一些接口（通常爲純虛函數），子類必須重載這些接口。這樣經過使用基類的指針或者引用指向子類的對象，就能夠實現調用子類對應的函數的功能。動多態的函數調用機制是執行期才能進行肯定，因此它是動態的。

#include <iostream> 
using namespace std;

class shape 
{ 
public: 
    virtual void draw() = 0; 
};

class line : public shape 
{ 
public: 
    void draw() 
    { 
        cout << "line is drawing!" << endl; 
    } 
};

class circle : public shape 
{ 
public: 
    void draw() 
    { 
        cout << "circle is drawing!" << endl; 
    } 
};

int main() 
{ 
    shape* pLine = new line; 
    shape* pCircle = new circle;

//     line line; 
//     circle circl; 
//     
//     shape& referenceLine = line;    //引用 
//     shape& referenceCircl = circl; 
// 
//     referenceLine.draw(); 
//     referenceCircl.draw();

    pLine->draw(); 
    pCircle->draw(); 
    if( pCircle ) delete pCircle ; 
    if( pLine ) delete pLine ; 
    return 0; 
}

靜多態是採用模板機制實現的，沒用基類，所以也不用進行綁定。它不採用虛函數機制，因此全部調用在編譯期就可肯定，所以它是靜態的。

#include <iostream> 
using namespace std;

class line 
{ 
public: 
    void draw() 
    { 
        cout << "line is drawing!" << endl; 
    } 
};

class circle 
{ 
public: 
    void draw() 
    { 
        cout << "circle is drawing!" << endl; 
    } 
};

template<typename T> 
void drawShape(T & shape) 
{ 
    shape.draw(); 
}

int main() 
{ 
    line lining; 
    circle circling; 
    drawShape( lining ); 
    drawShape( circling );

    return 0; 
}

動多態的實現要經過虛函數，會產生虛表和虛指針，佔用較多的空間，動多態須要在運行期進行綁定，所花費的時間較靜多態多。

  優勢：能處理異類集合（容器中存儲基類指針便可）、可執行代碼比較小（只需一個多態函數）、能夠徹底編譯而不須要發佈源碼。
  缺點：不能提早檢查類型的安全性（如向容器中插入錯誤類型的對象）、性能低（有層層繼承）、耦合性高（繼承的耦合性高於組合）。

靜多態在空間和時間上都比動多態表現的好，所以在其餘的條件相同的狀況下，應該更多的使用靜多態。可是靜多態也有一些缺點，如它不可以處理異類的集合，也沒有動多態靈活。而且如今大部分編譯器不支持模板的分離編譯，所以要將聲明和實現寫在一個文件中，這樣會暴露更多的細節。

優勢：具體類能夠只實現須要的接口、生成代碼性能高（無需經過指針的間接調用，非虛函數具備更多的內聯機會）、有更好的類型安全性（類型在編譯期就進行檢查）、耦合性低（各個類相互獨立）、集合的元素類型再也不侷限於指針。
缺點：不能處理異類集合、可執行代碼比較大（代碼膨脹）、模板庫源碼須要發佈、對模板實參類型有約束（好比須要該類型實現了operator<）。

到底用動多態仍是靜多態，應該根據狀況綜合考慮決定。咱們也能夠結合動多態和靜多態來得到一個很好的效率和靈活性。