虚函数可以用自动参数代替吗？

Question

这个问题跟进stackoverflow.com/q/2391679

virtual 函数的经典示例之一是

class Shape
{
public:
    virtual string draw() = 0;
};

class Circle : public Shape
{
public:
    string draw() { return "Round"; }
};

class Rectangle : public Shape
{
public:
    string draw() { return "Flat"; }
};

void print (Shape& obj)
{
    cout << obj.draw();
}

但是，我们可以在 C++ 14 中传递 auto 参数

class Circle
{
public:
    string draw() { return "Round"; }
};

class Rectangle
{
public:
    string draw() { return "Flat"; }
};

void print (auto& shape)
{
    cout << shape.draw();
}

我们什么时候应该更喜欢virtual 函数或auto 参数？

由于早期绑定，后者更有效吗？

Answer 1

C++ 有两种不同的机制来编写一段代码，这些代码的行为会根据所作用对象的类型而有所不同：

• virtual 函数和继承，在运行时工作，并且
• 模板函数，在编译时工作。

带有auto 参数的示例（显然是weren't actually adopted in C++14 except for lambda functions）适用于模板。你写的代码相当于

template <typename T>
void print(T& shape) {
    cout << shape.name();
}

此代码假定T 的类型可以在编译时确定，因为编译器需要知道T 的类型才能填写模板。一旦编译器知道这一点，它就可以说“啊，我知道那个类型是什么！我将生成代码以直接调用该类型的name 函数，并且我确切地知道将调用什么函数。”

另一方面，虚函数和继承在运行时工作。例如，假设您要编写一个从网络读取一些数据的函数，然后返回Circle 或Rectangle。你可能有一些这样的代码：

Shape* myShape = decodeNetworkData();

在这里，编译器只知道myShape 指向某种Shape，但它无法判断这是圆形还是方形。因此，如果您要调用

cout << myShape->name();

然后编译器会说“我知道你在调用name 的某个版本，但我不知道是哪个版本。不过没关系！我将生成一些查看@987654336 的动态类型的代码@（它实际指向的事物的类型）并使用它来查找要调用的函数。”

请注意，编译器在每种情况下生成的代码是不同的，行为也会不同。在第一种情况下，编译器确切地知道要调用哪个函数。其次，编译器不知道要调用什么函数，必须生成一些额外的代码才能使事情正常工作。但是，另一方面，如果您没有具有虚拟 name 函数的 Shape 类型，则可以使“解码网络字节”代码 sn-p 与您的第一个函数一起使用，因为编译器必须提前知道它将通过网络看到什么类型。

有人建议将此问题标记为a duplicate of this older question on templates and inheritance，尽管它表面上不是同一个问题。一旦您知道auto 在此上下文中的关键字意味着“这实际上是一个模板函数”，您就可以查看其他提出的问题以获取一些关于 静态多态性 之间差异的额外示例（与模板）和运行时多态（带有虚函数）。