哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++里一个挺有意思的话题：类型擦除的编译时实现，而且是不依赖虚函数的那种。这玩意儿听起来高大上，其实说白了，就是一种实现多态的方式，但它不走寻常路，不用虚函数，而是靠模板和一些编译时的技巧来搞定。 1. 啥是类型擦除？为啥要用它？ 先来简单说说类型擦除的概念。想象一下，你有一个函数，希望它可以处理不同类型的对象，但这些对象都提供类似的功能。比如，你有个“画图”的函数，能画圆形、矩形，甚至是自定义的形状。通常，我们会用虚函数来实现多态，定义一个基类，然后让圆形、矩形继承这个基类，再重写虚函数。 但是！虚函数是有开销的，每次调用都要查虚函数表，这在性能敏感的场景下可能不太划算。而且，如果你的类型（比如圆形）不是你设计的，而是来自第三方库，你可能没法让它继承你的基类。 这时候，类型擦除就派上用场了。它允许你把不同类型的对象，包装成一个统一的接口，隐藏掉底层的具体类型。这样，你的函数就能处理这些对象，而不用关心它们到底是什么类型。 2. 编译时类型擦除：不用虚函数也能飞 重点来了，咱们要讲的是编译时的类型擦除。这意味着，类型擦除的逻辑在编译期间就确定好了，运行时不 …
C++ `CRTP` (Curiously Recurring Template Pattern) 高阶：静态多态与混入 (Mixins)
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++里一个听起来有点玄乎，但用起来贼香的技术——CRTP，也就是“古怪的循环模板模式”。但这还不够，我们要深入到CRTP的高阶玩法：静态多态和混入(Mixins)。准备好你的脑细胞，我们要起飞啦！ 第一站：CRTP基础回顾——“我继承我自己” 首先，让我们快速回顾一下CRTP的基础。它的核心思想是：一个类模板继承自一个以自身为模板参数的类。就像一条贪吃蛇，吃掉了自己一部分。 template <typename Derived> class Base { public: void interface() { //利用static_cast将Base*转换为Derived* static_cast<Derived*>(this)->implementation(); } }; class Derived : public Base<Derived> { public: void implementation() { std::cout << “Derived implementation called!” …
继续阅读“C++ `CRTP` (Curiously Recurring Template Pattern) 高阶：静态多态与混入 (Mixins)”
C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：运行时多态内存分配器的设计与应用
哈喽，各位好！欢迎来到今天的C++“内存历险记”！今天我们要聊的是一个听起来有点高大上，但其实用起来能让你的代码更灵活、更高效的家伙：std::pmr::polymorphic_allocator，也就是运行时多态内存分配器。 第一幕：内存分配的老故事 在开始“多态之旅”之前，我们先简单回顾一下传统的内存分配方式。想象一下，你是一家餐厅的老板，客人来了要点菜，你得给他们准备食材。 new/delete (malloc/free): 这就像你自己去菜市场买菜。你直接跟市场大妈说：“我要一块猪肉！”市场大妈给你一块，用完你得自己再拿回去还给人家。这种方式简单粗暴，但效率不高，而且容易出错（比如忘记还了，造成内存泄漏）。 int* arr = new int[10]; // 买10个int大小的“猪肉” // … 使用 arr … delete[] arr; // 还给市场大妈 定制分配器: 如果你觉得市场大妈太慢，你可以自己开个农场，专门给自己餐厅供菜。这就是定制分配器。你可以根据自己的需求优化内存分配策略，比如预先分配一大块内存，然后从中切分给客人。 #include <m …
继续阅读“C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：运行时多态内存分配器的设计与应用”
C++ `std::visit` 与 `std::variant`：构建编译期多态分发器
好的，没问题。咱们今天就来聊聊 C++ 里一对好基友：std::variant 和 std::visit。 这俩哥们儿组合在一起，能帮你打造一个编译期多态的分发器，让你的代码更加灵活、安全，还贼高效。 开场白：多态的那些事儿 话说，写代码的时候，我们经常会遇到需要处理不同类型的数据的情况。 比如，你要做一个图形处理程序，可能需要处理圆形、矩形、三角形等等。 传统的面向对象编程，通常会用继承和虚函数来实现多态。 class Shape { public: virtual void draw() = 0; }; class Circle : public Shape { public: void draw() override { std::cout << “Drawing a circlen”; } }; class Rectangle : public Shape { public: void draw() override { std::cout << “Drawing a rectanglen”; } }; 这种方式当然没问题，但也有一些缺点： 虚函数调用开 …
C++ 基于类型擦除的编译期多态：不依赖虚函数表的泛型设计
好的，各位观众老爷们，晚上好！今天咱们来聊点高级货，关于C++中一种叫做“基于类型擦除的编译期多态”的玩意儿。放心，听起来唬人，其实没那么可怕，我尽量用大白话给各位讲明白。 啥是多态？为啥需要类型擦除？ 首先，咱们得搞清楚“多态”是啥意思。简单来说，多态就是“多种形态”，同一个操作，作用在不同的对象上，可以产生不同的结果。 C++实现多态，最常见的方式就是用虚函数和虚函数表。这玩意儿很强大，但也有缺点，那就是运行时决议，需要查虚函数表，性能上会有损耗。而且，你得继承一个基类，这在某些场景下并不方便。 那有没有一种办法，既能实现多态，又不用虚函数表，还能在编译期就确定下来？这就是类型擦除要解决的问题。 类型擦除，顾名思义，就是把类型信息给“擦”掉一部分。但别慌，不是全部擦掉，而是擦掉那些不必要的细节，保留必要的接口。这样，我们就可以用统一的方式来处理不同的类型，而不需要事先知道它们的具体类型。 类型擦除的原理：一个快递的例子 想象一下，你要寄快递，不管你寄的是衣服、鞋子还是砖头，你都只需要告诉快递员两件事： 我要寄东西： 这是一个统一的操作（接口）。 收件地址： 这是必要的信息，快递员需 …
C++ Type Erasure：实现类型擦除的多态，避免虚函数开销
好的，各位观众老爷，咱们今天来聊聊C++里一个听起来玄乎，用起来贼爽的玩意儿：类型擦除 (Type Erasure)。 啥？类型擦除？听着像科幻电影里的技术？别怕，其实它就是个让你的C++代码更灵活、更高效的小技巧。简单来说，类型擦除就是一种让你在运行时使用多态，但又避免虚函数调用开销的魔法。 为啥我们需要类型擦除？ 在C++里，实现多态最常用的手段就是虚函数。虚函数很强大，但也有它的缺点： 虚函数表 (vtable) 开销： 每个包含虚函数的类都要维护一个vtable，对象里也要保存一个指向vtable的指针 (vptr)。这会增加内存占用。 虚函数调用开销： 虚函数调用需要在运行时查vtable才能确定调用哪个函数，这比直接调用函数要慢。 在某些性能敏感的场景下，这些开销就不能忍了。这时候，类型擦除就派上用场了。 类型擦除的原理： 类型擦除的核心思想是：把类型信息“擦除”掉，然后用一个通用的接口来操作不同类型的对象。听起来有点抽象，咱们用一个例子来说明。 假设我们想实现一个可以存储任何类型对象的容器，并且可以对容器里的对象进行拷贝、移动、比较等操作。如果用虚函数来实现，可能会是这样 …
C++ `std::variant` 与 `std::visit`：类型安全的多态替代方案
好的，各位观众，欢迎来到今天的C++ “变形金刚” 特别讲座！今天我们要聊的是C++17引入的两个神器：std::variant 和 std::visit。它们就像C++里的变形金刚，能根据不同的情况变幻形态，解决你在类型安全方面遇到的各种难题。 传统的困境：多态的烦恼 在C++的世界里，多态性通常通过继承和虚函数来实现。这种方法很强大，但也有一些缺点： 运行时开销： 虚函数调用需要在运行时查虚函数表，这会带来性能开销。 类型安全性： 基类指针可以指向任何派生类对象，这可能导致类型转换错误。 代码膨胀： 如果有很多派生类，虚函数表会变得很大，增加代码体积。 侵入性： 为了使用虚函数，类必须从一个共同的基类继承，这限制了类的设计。 说白了，就是用起来有点“笨重”，不够灵活。 救星登场：std::variant 和 std::visit std::variant 和 std::visit 的出现，为我们提供了一种类型安全、高效的多态替代方案。它们就像C++语言自带的“瑞士军刀”，能让你在处理多种类型时更加得心应手。 std::variant：容器界的变形金刚 std::variant 是一 …
C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：C++17 多态内存资源管理
好的，各位观众老爷，欢迎来到“C++内存那点事儿”特别节目。今天咱们要聊的是C++17引入的一个重量级选手——std::pmr::polymorphic_allocator，也就是传说中的多态内存分配器。 第一幕：内存，你的地盘我做主！ 在C++的世界里，内存管理一直是个让人头疼的问题。传统的new和delete就像一对相爱相杀的冤家，用得不好，轻则内存泄漏，重则程序崩溃。更可气的是，它们的行为是全局性的，你想针对某个特定场景搞点特殊化，基本上没戏。 这时候，分配器（Allocator）就站出来了。分配器允许你自定义内存分配策略，比如你可以创建一个只从特定内存池分配的分配器，或者创建一个带有内存泄漏检测功能的分配器。听起来是不是很酷？ 但是，传统的分配器也有个问题：它是模板参数。这意味着，如果你想让不同的容器使用不同的分配器，你需要定义不同的容器类型。这就像你想吃不同口味的冰淇淋，却需要买不同的冰箱一样，简直是噩梦。 std::pmr::polymorphic_allocator就是为了解决这个问题而生的。它允许你在运行时选择分配器，而不需要改变容器的类型。这就像你只需要一个冰淇淋机， …
C++ Tag Dispatching：利用标签类型实现编译期多态
好的，各位观众老爷，欢迎来到今天的“C++骚操作大会”！今天咱们要聊的，是C++里一个听起来高大上，用起来贼灵活的技巧：Tag Dispatching（标签分发）。 别被名字吓到，这玩意儿其实一点都不神秘。咱们先来想想，C++里的多态，一般是怎么实现的？ 虚函数： 这是最经典的方式，运行期动态绑定，灵活是灵活，但效率嘛，咳咳… 你懂的。 模板： 编译期确定类型，性能杠杠的，但代码膨胀也是个问题。 函数重载： 根据参数类型，编译器选择不同的函数版本。简单粗暴，但适用场景有限。 那么，Tag Dispatching 又是啥呢？简单来说，它就是利用标签类型，在编译期选择不同的函数实现。听起来有点像函数重载，但它更强大、更灵活，可以实现更复杂的逻辑。 为啥要用 Tag Dispatching？ 编译期多态，性能好： 类型确定在编译期，避免了虚函数的运行时开销。 代码复用，减少冗余： 可以根据不同的特性，选择不同的实现，避免写重复的代码。 可扩展性强： 方便添加新的特性和实现，而不需要修改现有的代码。 Tag Dispatching 的基本原理 Tag Dispatching 的核心思想是：定义 …
C++ 对象模型：从内存布局到继承多态的底层原理
好的，各位观众老爷们，今天咱们来聊聊C++对象模型，这玩意儿听起来玄乎，但其实就是把C++的类和对象在内存里怎么摆放、继承怎么实现、多态怎么玩儿这些事儿给扒个精光。保证让大家听完之后，下次看到C++代码，脑子里直接浮现出内存布局图，指哪打哪，倍儿有面子！ 第一部分：对象模型的基石——内存布局 首先，咱们得知道，C++的类和对象，最终都要落到实处，也就是内存里。那内存是怎么安排它们的呢？ 数据成员的存储 一个类的对象，最基本的就是要存储它的数据成员。这些数据成员在内存里是挨个排列的，顺序就是它们在类定义里出现的顺序。 class Person { public: int age; double height; char name[20]; }; 想象一下，Person 类的对象在内存里就像一个柜子，age 是第一个抽屉，放着年龄；height 是第二个抽屉，放着身高；name 是第三个抽屉，放着名字。 Person p; p.age = 30; p.height = 1.75; strcpy(p.name, “张三”); // 注意strcpy的使用安全 在内存中，它们就是这样排布的： …