17、C++ 中的类型擦除与重载解析管理

C++ 中的类型擦除与重载解析管理

1. 性能与抽象的权衡

在编程中，当性能至关重要但又需要抽象时，我们常常会采用与类型擦除相反的方法，即使用模板。以 C++20 中的范围（ranges）为例，范围是抽象的序列。我们可以编写一个对范围进行操作的函数，然后用向量（vector）、双端队列（deque）、从这些容器创建的范围、该范围的子范围或过滤视图来调用它。只要能从 begin() 迭代到 end() ，任何东西都可以是一个范围。

然而，从向量和双端队列创建的范围是不同的类型，尽管从接口角度来看它们都是序列的抽象。标准库提供了多个范围适配器和范围视图，它们都是模板，对范围进行操作的函数也是模板。

我们能否实现一个类型擦除的范围呢？答案是肯定的，而且并不难。我们最终会得到一个单一类型 GenericRange ，它可以从向量、双端队列、列表或任何具有 begin() 、 end() 和前向迭代器的东西构造。不过，除了向量之外，它的速度大约是大多数容器迭代器的两倍。向量的迭代器实际上只是指针，向量化编译器可以进行优化，使代码速度至少提高一个数量级。当我们擦除原始容器的类型时，就失去了这种优化的可能性。

C++ 设计者做出了这样的决定：一方面，范围为某些行为提供了抽象，让我们可以将接口与实现分离；另一方面，他们不愿意牺牲性能。因此，他们选择将范围和所有对其进行操作的代码都做成模板。

作为软件系统的设计者，你可能也需要做出类似的决定。一般的指导原则是：对于紧密相关的组件，为了性能考虑，优先选择更紧密的耦