C++ 非多态接口

Question

简单地说，如何在 C++ 中为单级继承创建接口（出于简单和教学的原因）？我看到一些代码没有使用多态性，但基类包含一个虚拟抽象方法 (virtual void TheMethod() = 0)。

现在从这个抽象类派生了一个类，使用纯虚方法，但是在随后的代码中，使用派生类的实例根本没有动态分配。

这是正确的方法吗？使用多态设计推断的开销如何？

我认为这是不可能的。这看起来更像是隐藏/重影基本方法，即使该方法是纯虚拟方法。

稍后编辑：感谢所有设法提供一些好的答案的人，我想强调一个严重错误，该错误是由于使用“动态分配”而引起的，其含义是强调这一点对象创建可能性是唯一与多态性兼容的可能性。很明显，这不是利用这种运行时调用行为的唯一方法（但可能是最常见的方法？），而是进一步澄清我最初的问题：

有没有办法强制程序员在不使用纯虚方法的情况下实现一个方法？我也许不合理的担心是是否打开了多态设计的大门是否也有点沉重性能方面（每秒对所讨论的方法进行数千次此类调用）。

甚至稍后编辑：使基础具有受保护的构造函数意味着它不能直接实例化（除了使用工厂或其他友好的方式），这可以解决补偿纯虚拟的效果之一方法诱导。但是如何确保任何派生类仍然提供自己的方法实现呢？如果对关联的 vtable 的担心可能有点过分，真的没什么大不了的，我会坚持使用纯虚拟方法（因为 SFINAE 奇怪的重复模板模式更难被不熟悉的人阅读和理解）最少的中级 C++ 程序员 - 像我一样 :) )。

Answer 1

出于教学原因，如果目标是了解如何实施 C++ 中的多态对象，并测试一个已创建的类型，动态的 不需要分配。然而，在实际应用中，它可能 将是，因为使用多态性的主要原因是因为 具体类型要到运行时才能知道。

请注意，在 C++ 中（以及几乎所有其他支持 it)，多态性需要引用语义，而不是值 C++ 默认使用的语义。通常，一个类被设计为 用作基类将不支持复制和赋值（除了 可能通过虚拟clone() 函数）。

关于开销：与什么相比？调用虚拟 函数通常比调用非虚拟函数更昂贵 功能。但是如果你使用虚函数，那是因为你需要 运行时调度；使用其他一些机制来模拟这个很可能 更贵。

Answer 2

您不必动态分配对象以多态地使用它：

struct base {
    virtual void foo() = 0;
};

struct derived : base {
    virtual void foo() {
        // do stuff
    }
};

void f(base& object) {
    object.foo();
}

int main() {
    derived object; // no dynamic allocation at all
    f(object); // polymorphism happens here
}

Answer 3

是的，正如其他人所说，您基本上使用具有纯虚拟（抽象）成员函数且没有数据成员的类。在实现这个接口的时候，自然要提供这些方法。

另一方面，这与动态分配无关。您是否拥有自动对象（即堆栈）或动态对象（即堆）与您如何使用它们无关，包括多态性。你的意思是动态绑定？

现在，说了这么多，您可以在不使用模板的动态绑定（即“多态性”）的情况下实现接口。基本上，您将使用 SFINAE+CRTP 通过从模板类私有继承来检查给定的成员函数是否存在。基本上，您的父类（不包含虚拟成员）template <typename T> class FooIface;（继承自class Foo : private FooIface<Foo>）将通过尝试调用来确保T 具有成员函数foo。使用元编程技巧，您还可以确保 foo 具有正确的类型。

但这可能太麻烦且难以阅读。抽象基类是常用的方法。

Answer 4

C++中没有接口的概念，
您只能模拟使用 Abstract class 的行为。
抽象类是一个具有至少一个纯虚函数的类，一个不能创建抽象类的任何实例，但您可以创建指向它的指针和引用。此外，从抽象类继承的每个类都必须实现纯虚函数才能创建它的实例。

动态分配和多态不相关！

动态分配定义在哪里对象将被分配，并且该对象应具有显式的内存管理，不像为自动变量提供的隐式内存管理。

多态性表示一个事物的多种形式。那是在类中具有不同行为的同一个函数。您可以有一个指向堆栈上的对象的基类指针，并且仍然具有多态行为。