effective C++ 条款 41：了解隐式接口和编译期多态

面向对象编程世界总是以显示接口（explicit interface）和运行期多态（runtime polymorphism）解决问题。

class Widget{
public:
    Widget();
    virtual ~Widget();
    virtual std::size_t size() const;
    virtual void normalize();
    virtual swap(Widget& other);
};
void doProcessing(Widget& w)
{
    if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget){
        Widget temp(w);
        temp.normalize();
        temp.swap(w);
    }
}

说说doProcessing的w：

由于w被声明为Widget，所以w必须支持Widget接口。我们可以在源码中找到这个接口（例如在widget.h中），看看它是什么样子，所以我们称此为一个显式接口，也就是它在源码中明确可见。

Widget某些成员函数是virtual，w对那些函数的调用表现出运行期多态，运行期根据w的动态类型决定究竟调用哪个函数。

template及泛型编程的世界，与面向对象有着根本的不同。隐式接口和编译期多态移到了前头：

template<typename T>
void doProcessing(T& w)
{
    if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget){
        T temp(w);
        temp.normalize();
        temp.swap(w);
    }
}

w必须支持哪一种接口，由template中执行与w身上的操作来决定。本例w的类型T必须支持size，normalize和swap成员函数，copy构造函数、不等比较！=，并非完全正确。这一组表达式便是T必须支持的一组隐式接口。

凡涉及w的任何调用，例如operator!=，有可能造成template的具现化，是这些调用得以成功。这样的具现化发生在编译期。“以不同的template参数具现化function template”会导致调用不同的参数，这便是编译期多态（compile-time polymorphism）。类似于“哪个重载函数被调用”（发生在编译期）和“哪一个virtual函数被调用”（发生在运行期）之间的差异。

显式接口由函数的签名式（名称、参数类型、返回类型）构成：例如

class Widget{
public:
    Widget();
    virtual ~Widget();
    virtual std::size_t size() const;
    virtual void normalize();
    virtual swap(Widget& other);
};

除了上面的还有编译期产生的copy构造函数和copy assignment操作符。另外也可以包括typedefs等。

隐式接口不基于函数签名式，而是由有效表达式（valid expressions）组成。

 

template<typename T>
void doProcessing(T& w)
{
    if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget){
        T temp(w);
        temp.normalize();
        temp.swap(w);
    }
}

T（w的类型)的隐式接口好像有这些约束：

必须提供一个size成员函数；

必须支持operator!=；

真要感谢操作符重载带来的可能性，这两个约束都不需要满足。

是的，T必须支持size成员函数，然而这个函数可以从base class继承而得。这个函数不需要返回一个整数值，他唯一要做的是返回一个类型为X的对象，而X对象加上一个int（10）必须能够调用一个operator>。这个operator>可以取得类型为Y的参数，只要存在一个隐式转换能将类型X的对象转换为类型Y的对象。

同样道理T并不需要支持operator!=，operator!=只要阶接受一个类型为X和Y的对象，T可以转换为X而someNastyWidget可以转换成Y。

加诸于template参数身上的隐式接口，就像加诸于class对象身上的显式接口一样真实，都在编译期完成检查。

对classes而言，接口是显式的（explicit），以函数签名为中心。多态则是通过virtual函数发生在运行期。

对template参数而言，接口是隐式的（implicit），奠基于有效表达式。多态则是通过template具现化和函数重载解析（function overloading resolution）发生在编译期。