C++的虚函数，动态(运行期)多态性是不是一个多此一举的不必要的设计?

[renxu350]

1. C++的设计者为什么要设计运行期多态性?既然"对象.类::成员函数()"这个形式能解决问题,C++的设计者为什么要设计一个多此一举的运行期多态性?

2. 运行期多态性似乎是一种“假动态”，众所周知，非虚函数的调用指令，在程序被编译链接后，其调用指令包含一个链接器链接的“常量”地址，该“常量”地址就是此非虚函数的静态地址，这是所谓的静态的编译期的多态性，而动态的运行期多态性就真的是动态的吗?所谓的运行期多态性，无非就是在类的对象被构造时，编译链接器，或者装载器为对象构造一个虚函数表指针成员变量，此指针成员变量对外不可访问，此指针指向此对象的类族的虚函数表，而虚函数表中的一个个的虚函数实质上还是一个个静态的地址，只不过是通过一个中间指针，间接的调用，这样就变成动态的?这是一种假动态?

3. 在实际的社会生产生活应用中，有没有什么实际的例子，实际的问题，必须不得不由虚函数出马来解决才能完成，而"对象.类::成员函数()"这样的形式是完成不了的实际的问题呢?大家有没有遇到过这样的问题呢?

[renzhewh]

至于多态是否是动态的，lz 认为什么样的代码可以称之为动态呢
我一直不解，曾经在《代码之美》中看到“即时编码技术”，不知道这是否算是动态的呢？

[shuiyu]

多态是面向对象最重要的概念之一
面向对象解决了过去结构化程序设计中的一些问题，其中多态是最重要的手段

举个例子，来自《设计模式精解》，大致是说：
大学生上课，一堂课完成了，学生们去另外一间课室上下一节课。传统的结构化设计，可能是由教授，遍历每一个学生，告诉他下节课是什么，在哪个课室，怎么走。
这时如果增加一个新需求，有一种学生叫“班长”，去上下节课之前先要到班主任那里一下，“教授”的逻辑就要进行相应修改，if是班长，则执行另外一套流程

而面向对象的设计认为，对象应该对自己的行为负责（也叫做“单一职责原理”），每个学生负责自己从一个课室到下一个课室的行为，教授只负责告诉他们，“这节课完了，去上下一节课吧”。
如果要增加“班长”，“班长”是“学生”的一种派生，是去班主任那里还是去辅导员那里是班长自己的事情，教授不必知道

这里，“去上下一节课”就是一个“学生”的虚函数，“班长”继承并改写其中的逻辑。而教授只需要知道“学生”都有“去上下节课”这个虚函数即可，不必关心这个学生是否是“班长”
这就是多态的作用，降低了对象间的耦合


至于动态不动态，我理解只要不是编译期能确定的，就叫动态吧
17楼的例子，稍微改一点，是不是会更“动态”一点

Base* fun()
{
   cout << "input type: ";
   int t;
   cin >> t;
   switch (t) {
   case 0:
     return new Base;
   case 1:
     return new Drived;
   default:
     return NULL;
}

至于C++的虚函数表，只是多态的一种实现方式。
另外一些语言，例如smalltalk是为每一个类记录改写了哪些函数。调用时根据继承树倒过来查找。效率要低一些，但是节省空间。MFC的消息映射机制，也可以理解为是一种多态，就是这种方式实现的

[shuiyu]

多态是面向对象最重要的概念之一
面向对象解决了过去结构化程序设计中的一些问题，其中多态是最重要的手段

举个例子，来自《设计模式精解》，大致是说：
大学生上课，一堂课完成了，学生们去另外一间课室上下一节课。传统的结构化设计，可能是由教授，遍历每一个学生，告诉他下节课是什么，在哪个课室，怎么走。
这时如果增加一个新需求，有一种学生叫“班长”，去上下节课之前先要到班主任那里一下，“教授”的逻辑就要进行相应修改，if是班长，则执行另外一套流程

而面向对象的设计认为，对象应该对自己的行为负责（也叫做“单一职责原理”），每个学生负责自己从一个课室到下一个课室的行为，教授只负责告诉他们，“这节课完了，去上下一节课吧”。
如果要增加“班长”，“班长”是“学生”的一种派生，是去班主任那里还是去辅导员那里是班长自己的事情，教授不必知道

这里，“去上下一节课”就是一个“学生”的虚函数，“班长”继承并改写其中的逻辑。而教授只需要知道“学生”都有“去上下节课”这个虚函数即可，不必关心这个学生是否是“班长”
这就是多态的作用，降低了对象间的耦合


至于动态不动态，我理解只要不是编译期能确定的，就叫动态吧
17楼的例子，稍微改一点，是不是会更“动态”一点

Base* fun()
{
   cout << "input type: ";
   int t;
   cin >> t;
   switch (t) {
   case 0:
     return new Base;
   case 1:
     return new Drived;
   default:
     return NULL;
}

至于C++的虚函数表，只是多态的一种实现方式。
另外一些语言，例如smalltalk是为每一个类记录改写了哪些函数。调用时根据继承树倒过来查找。效率要低一些，但是节省空间。MFC的消息映射机制，也可以理解为是一种多态，就是这种方式实现的

[shuiyu]

多态是面向对象最重要的概念之一
面向对象解决了过去结构化程序设计中的一些问题，其中多态是最重要的手段

举个例子，来自《设计模式精解》，大致是说：
大学生上课，一堂课完成了，学生们去另外一间课室上下一节课。传统的结构化设计，可能是由教授，遍历每一个学生，告诉他下节课是什么，在哪个课室，怎么走。
这时如果增加一个新需求，有一种学生叫“班长”，去上下节课之前先要到班主任那里一下，“教授”的逻辑就要进行相应修改，if是班长，则执行另外一套流程

而面向对象的设计认为，对象应该对自己的行为负责（也叫做“单一职责原理”），每个学生负责自己从一个课室到下一个课室的行为，教授只负责告诉他们，“这节课完了，去上下一节课吧”。
如果要增加“班长”，“班长”是“学生”的一种派生，是去班主任那里还是去辅导员那里是班长自己的事情，教授不必知道

这里，“去上下一节课”就是一个“学生”的虚函数，“班长”继承并改写其中的逻辑。而教授只需要知道“学生”都有“去上下节课”这个虚函数即可，不必关心这个学生是否是“班长”
这就是多态的作用，降低了对象间的耦合


至于动态不动态，我理解只要不是编译期能确定的，就叫动态吧
17楼的例子，稍微改一点，是不是会更“动态”一点

Base* fun()
{
   cout << "input type: ";
   int t;
   cin >> t;
   switch (t) {
   case 0:
     return new Base;
   case 1:
     return new Drived;
   default:
     return NULL;
}

至于C++的虚函数表，只是多态的一种实现方式。
另外一些语言，例如smalltalk是为每一个类记录改写了哪些函数。调用时根据继承树倒过来查找。效率要低一些，但是节省空间。MFC的消息映射机制，也可以理解为是一种多态，就是这种方式实现的

[光宇广贞]

目前的 C++ 又不是动态语言，哪里可能来所谓的“动态”多态去。运行时多态，不是运行时动态多态，不要搞混了。C++ 的运行时多态是静态运行时多态，也就是编译期绑定的多态，楼主你说对了，就是这么一回事儿。不过这个也是多态啊。运行时动态多态是需要反射的。目前C++ 还没有反射，所以是不可能存在动态多态的。

[光宇广贞]

还有，多态不是“假动态”，多态和动态根本不是一回事儿，多态和动态根本没有什么关系。放在一起比搞混逻辑和概念让人糊涂本身就是错误。

知道什么叫做“动态”么？运行时的生产与消费才是动态。多态指的是虚继承。C++ 具备动态么？不，C++ 没有反射，没有动态。我看楼上很多人也都被这个混乱给搞糊涂了。

对于有反射机制的 OOP 语言，也可以出现动态多态，那就是在运行时生成虚继承关系。本不相干的两个概念。C++ 无法动态，那就静态绑定虚继承关系，又有什么问题？动静态与是否多态有什么冲突？

[zrebecca]

这个不是多此一举，而是一个很好的设计

[光宇广贞]

最后，C++ 根本没有什么“运行时”的概念。程序员和编译器都无法干预C++程序的运行时。讨论C++运行时本身就是错误。还有楼上讨论C++模板的。模板也是静态绑定。否则C++也不会有模板元编程这么一个玩意儿。C#一类的OOP有泛型，泛型是动态绑定的，也就是运行时，因为它可能会出现运行时生产的问题，编译期无法推导绑定。C++ 不具备这个特点，或者干脆说，其实C++根本不允许有这种情况的出现。

既然C++不允许，那还有什么运行时这个那个的问题？C++拒绝讨论这类的问题。

至于“对像.*&类::函数()”，正确的写法儿应该是这个。它和多态有什么关系？多态用的是虚地址表。你这个可是通过指针把地址写实了。这叫人为干预，可能会出现极其严重的问题。它告诉你C++完全可以这么玩儿，也告诉了你C++里面类对像内部调用方法的本质。这些本该是编译器帮你完成和检查的。如果你是一个比编译器还牛X的程序员，玩儿玩儿倒也无所谓。

[yangyunzhao]

[Quote=引用 23 楼 renzhewh 的回复:]
引用 19 楼 schoolers 的回复:
多态是面向对象的特征，编译时期就已经决定的还能算多态吗？


多态分为编译期多态，由模板实现，另一种是运行期多态，由虚函数实现
[/Quote]
前者是泛型编程，后者是面向对象

[war10811]

面向对象,封装继承多态,不是为解决项目的逻辑问题而产生的,,而是能让项目能更好的扩展,维护和修改

[昵称很不好取]

多态是面向对象的特征，编译时期就已经决定的还能算多态吗？

[cswuyg]

楼主看过多态的例子吗？？？
"对象.类::成员函数()"这个形式能解决问题？？？？
要是能这样写，就不叫多态了。

[bluejays]

1. 运行期多态不是多此一举，很多时候都有用，很方便。
2. 真假无所谓，达到目的就好。
3. LZ说的“不得不”例子还真不一定有。即使彻底不用类，就用c来硬写，我想大多数问题也是能解决的吧，不过开发周期、效率、可维护性就会差很多。

[bluejays]

举个教科书上的例子：
有个类叫Shape，成员函数draw()，有很多派生类Circle、Triangle等等。每个形状的画法都不一样。如果用虚函数，上层的代码直接调用draw即可，不必关心具体是哪个派生类。以后增加了新的派生类，上层的代码也不用改。如果不用虚函数，当然也可以解决问题，但是就得判断是哪个派生类然后调用对应的draw，这样就很累。

[neu_yanggx]

很牛X的设计

面向对象的思想的一部分

[renzhewh]

[Quote=引用 30 楼 hikaliv 的回复:]
目前的 C++ 又不是动态语言，哪里可能来所谓的“动态”多态去。运行时多态，不是运行时动态多态，不要搞混了。C++ 的运行时多态是静态运行时多态，也就是编译期绑定的多态，楼主你说对了，就是这么一回事儿。不过这个也是多态啊。运行时动态多态是需要反射的。目前C++ 还没有反射，所以是不可能存在动态多态的。
[/Quote]

C++通过泛型可以提供一个新的类型检查模型，等效于动态类型语言

回34#
泛型编程只是oo的一种方式而已

[科技完美生活]

额的神啊，没有虚函数怎么玩多态，没有多态那C++不就成C了么，玩的就是多态

[ForestDB]

再看看理论吧，比如“编程语言设计原理”，“C++演化”之类的；
还有就是了解下其它语言，有对比才有理解。

[hastings]

iostream可能就是一个很神奇的东西吧~~

[bluejays]

[Quote=引用 42 楼 renxu350 的回复:]
“但是就得判断是哪个派生类然后调用对应的draw，这样就很累。”
对比方法1，方法2，“很累”的似乎还是动态多态性的调用方法?
因为每次调用之前，基类的指针还要重新指一次?
从算法效率的角度而言，这不是增加了语句，降低了效率了吗?
[/Quote]
算法效率可能是低一点，但是开发效率要高很多。
这个要折衷一下，要是全都追求算法效率，大家也不用玩java了