c + +交换与成员函数指针与虚拟继承

我想分析实现多态的各种方法之间的权衡。我需要一个具有一些相似性和成员函数差异的对象列表。我看到的选项如下：c + +交换与成员函数指针与虚拟继承

在每个对象中都有一个标志，并且在每个函数中都有一个switch语句。该标志的值将每个对象指向其每个函数的特定部分。
在对象中有一个成员函数指针数组，这些成员函数指针在构造时分配为。然后，我把那个函数指针调到得到正确的成员函数。
有一个具有多个派生类的虚拟基类。其中一个的缺点是，我的列表现在必须包含指针，而不是对象本身。

我的理解是，选项3中列表中的指针查找将花费比选项2的成员函数查找更长的时间，因为确保了成员函数的接近度。

这些选项的一些优点/缺点是什么？性能优于可读性。有没有其他的多态性方法？

来源

2013-12-23 Elliot MacNeille

1.可怕的，2.稍微可怕的，3.你最好的选择，4.你需要多态吗？通常你可以通过使用模板来解决这个问题...... – Nim

“我的优先考虑是性能优于可读性。” - 大错特错。如此可怕的错误。即使你需要性能，为什么你手动重新实现虚拟功能，如果语言已经提供了它们（通过多态 - vtables任何人？）？ – 2013-12-23 09:37:49

“我的优先考虑是性能优于可读性。”在你有权说出这个句子之前，你应该学习基准/简介代码。 –

一体，实现更快的多态性的方法是通过CRTP idiom and static polymorphism：

template<typename T> 
struct base 
{ 
    void f() 
    { 
     static_cast<T*>(this)->f_impl(); 
    } 
}; 

struct foo : public base<foo> 
{ 
    void f_impl() 
    { 
     std::cout << "foo!" << std::endl; 
    } 
}; 

struct bar : public base<bar> 
{ 
    void f_impl() 
    { 
     std::cout << "bar!" << std::endl; 
    } 
}; 

struct quux : public base<quux> 
{ 
    void f_impl() 
    { 
     std::cout << "quux!" << std::endl; 
    } 
}; 


template<typename T> 
void call_f(const base<T>& something) 
{ 
    something.f(); 
} 

int main() 
{ 
    foo my_foo; 
    bar my_bar; 
    quux my_quux; 

    call_f(my_foo); 
    call_f(my_bar); 
    call_f(my_quux); 
}

此输出：

富！
酒吧！
quux！

静态多态performs far better than virtual dispatch，因为编译器知道哪个函数将在编译时被调用，它可以内嵌一切。

即使它提供了动态绑定，也不能以通用异构容器方式执行多态，因为基类的每个实例都是不同的类型。
但是，这可以通过boost::any之类的东西来实现。

来源

2013-12-23 10:38:53 Manu343726

随着switch声明，如果你想添加一个新的类，那么你需要无处不在类接通修改，这可能是在你的代码库的各个地方。您的代码库之外可能还有一些需要修改的地方，但也许您知道在这种情况下情况并非如此。

在每个成员中都有一个成员函数指针数组，唯一的缺点是你为每个对象复制了这个内存。如果你知道只有一个或两个“虚拟”功能，那么这是一个不错的选择。

至于虚拟功能，你是对的，你必须堆分配它们（或手动管理内存），但它是最具扩展性的选项。

如果你不是可扩展的，那么（1）或（2）可能是你最好的选择。与往常一样，要说明的唯一方法就是衡量。我知道许多编译器会在某些情况下通过跳转表来实现一个switch语句，这个跳转表基本上与虚函数表一样。对于少数case声明，他们可能只使用二分查找分支。

措施！

来源

2013-12-23 09:40:11

'至于虚拟功能，你是对的，你必须堆分配它们（或手动管理内存）'不正确。你只需要通过引用或指针来传递对象（或者，显然，直接用它的真正的静态类型来调用它）。对象如何分配完全不相关。我使用堆栈中分配的对象来做大量多态的东西。最糟糕的是Stroustrup在他的一个常见问题解答中有相同的错误陈述。我想这就是人们不断重复这一点的地方。 –

在每个对象中都有一个标志，每个函数中都有一个switch语句。标志的值将每个对象指向其每个功能的特定部分

好的，所以如果基于标志的代码很少变化，这可能是有意义的。这最大限度地减少了必须适合缓存的（重复）代码的数量，并避免了任何函数间接调用。在某些情况下，这些好处可能会超过switch语句的额外成本。
在对象中有一个成员函数指针数组，这些成员函数指针在构造时分配。然后，我将该函数指针称为获取正确的成员函数

您可以节省一个间接访问（对于vtable），但也会使对象变大，因此不适合缓存。不可能说哪个将主导，所以你只需要简介，但它不是一个明显的胜利
有一个虚拟的基类与几个派生类。其中一个缺点是，我的列表现在必须包含指针，而不是对象本身

如果你的代码路径不够完全分离它们是合理的，这是最干净的解决方案。如果您需要优化它，您可以使用专门的分配器来确保它们是顺序的（即使在您的容器中不是顺序的），也可以使用类似于Boost.Any的巧妙包装将对象直接移动到容器中。你仍然会得到vtable的间接性，但是我更喜欢这个到＃2，除非分析表明它确实是一个问题。

所以，有几个问题你应该回答，然后才能做出决定：

多少代码是共享的，以及有多少变化？
对象有多大，并且一个内联函数指针表会实质上影响你的缓存未命中状态？

而且，在您回答完这些问题后，您应该只是简介一下。

来源

2013-12-23 10:46:47 Useless

c + +交换与成员函数指针与虚拟继承

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