在C++中,如果一个类包含虚函数,则会为该类创建一个虚函数表(vtable),该表包含指向实现每个虚函数的函数指针。每个对象都包含一个指向其类的vtable的指针,以便在运行时调用适当的虚函数。
然而,在使用包含虚函数的类的数组时,每个对象的vtable指针会占用额外的内存空间。在对内存使用效率有着严格要求的情况下,这可能是不可接受的。
解决此问题的一种方法是使用C++模板和非虚函数来实现多态性。具体地说,可以定义一个模板类,其中包含一个指向一个实现多态性的非虚函数的指针。每个实例化的类都可以具有不同的函数实现。
以下是一个简单的示例代码,展示了如何使用模板类来实现多态性,同时避免使用vtable指针:
// 定义一个模板类,其中包含一个指向实现多态性的函数的指针
template
class ArrayBase {
public:
using Element = T;
// 定义非虚函数process,其在不同T中的实现会导致不同的行为
using Processor = void(*)(Element&);
ArrayBase(Processor processor) : m_processor(processor) {}
// 定义一个处理数组元素的方法,其中调用process函数指针
void processElements(Element* elements, int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
m_processor(elements[i]);
}
}
private:
Processor m_processor;
};
// 定义一个我们关心的类型,并使用它实例化ArrayBase
struct MyType {
int value;
};
using MyArray = ArrayBase;
// 定义一些具有不同处理函数的MyArray实例
void myTypeProcessorA(MyType& element) {
element.value *= 2;
}
void myTypeProcessorB(MyType& element) {
element.value *= 3;
}
int main() {
// 创建一个MyArray实例,并具有处理函数myTypeProcessorA
MyArray myArrayA(myTypeProcessorA);
// 创建一个MyArray实例,并具有处理函数myTypeProcessorB
MyArray myArrayB(myTypeProcessorB);
// 填充数组
MyType myElements[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
myElements[i].value = i;
}
// 处理数组元素
myArrayA.processElements(myElements, 10);
myArrayB.processElements(myElements, 10);
// 检查处理结果
for (int i = 0; i < 10; i++) {
std::cout << myElements[i].value << std::endl;
}
return 0;
}
在这个示例中,我们使用模板类ArrayBase,它封装了指向一个实现多态性的非虚函数的指针m_processor。然后,我们使用MyType类型实例化