Документ обсуждает полиморфизм в C++, включая его статические и динамические формы, и приводит примеры реализации. Разработчик Дмитрий Леванов описывает плюсы и минусы каждой категории полиморфизма, а также новые возможности языка C++11 и C++14, такие как лямбды и std::function. В документе также рассматриваются вопросы производительности и подходы к организации кода с использованием полиморфизма.

1. 1

2. 2
Статический и
динамический
полиморфизм в C++
Дмитрий Леванов
Ведущий разработчик Крипта

3. 3
Крипта
 Отвечает на вопрос «Кто?»
 Определяет интересы по поведению в
интернете
 Используется для таргетинга рекламы
 От др.-греч. κρυπτή — крытый подземный ход,
тайник

4. 4
Как учили Крипту
+ Логи
Обучение Контроль
Матрикснет

5. 5
Крипта

6. 6
Разработка Крипты
 Много логов в разных форматах
 Сложные цепочки обработки
 Высокие требования к производительности
 Много одинаковой похожей логики
 Хочется делать всё однообразно

7. 7
Модель распределенных
вычислений MapReduce
Дмитрий Леванов
Ведущий разработчик Крипта

8. 8
Полиморфизм
 Способ поставить в соответствие некой
грамматической конструкции контекстно-
зависимую семантику
или, по-русски:
 Текст программы [почти] один и тот же, а
смысл разный

9. 9
Виртуальный полиморфизм
class Base {
virtual void do() { std::cout << “base”; }
};
class Derived : public Base {
virtual void do() { std::cout << “derived”; }
};
Base* b = new Derived();
b->do(); // derived

10. Виртуальный полиморфизм: плюсы
10
 ООП-шненько
 Типобезопасно
 Работают фичи, зависящие от _vptr

11. Виртуальный полиморфизм: минусы
 Медленный вызов методов
 Надо поддерживать иерархию классов
 Грабли с виртуальными методами
 Приходится иметь дело с T* или T&
 Статический метод не может быть виртуальным
 Инвариантность
11

12. 12
Зачастую все сводится к…
void f(Handler* h) {
h->do();
}
//...
f(new MyHandler());

13. 13
Зачастую все сводится к…
void f(Handler* h) {
h->do();
}
//...
f(new MyHandler());
template<typename H>
void f(const H& h) {
h.do();
}
//...
f(MyHandler());

14. 14
Продолжаем улучшать
void f(Handler* h) {
h->do();
}
//...
f(new MyHandler());
template<typename H>
void f(const H& h) {
h();
}
//...
f(MyHandler());

15. 15
Вообще хорошо!
void f(Handler* h) {
h->do();
}
//...
f(new MyHandler());
template<typename H>
void f(const H& h) {
h();
}
//...
f([]() { /* do */ });

16. 16
Или так
void f(Handler* h) {
h->do();
}
//...
f(new MyHandler());
template<typename H>
void f() {
H::do();
}
//...
f<MyHandler>();

17. 17
Статический полиморфизм: плюсы
 Типобезопасно
 Быстрый вызов методов
 Не надо наследоваться
 Не надо иметь дело с указателями
 Можно использовать лямбды

18. Статический полиморфизм: минусы
18
 Нельзя положить в коллекцию
 Сложно проверять правильность кода
 Есть ограничения компилятора
 Медленно компилируется
 Может распухнуть бинарник
 Не во всех IDE правильно работает
автокомплит

19. 19
«Виртуальный» вызов без virtual
a.k.a. Curiously Recurring Template Pattern
template<typename Derived>
class Base {
void do() {
static_cast<Derived*>(*this)::do();
}
};
class MyDerived : public Base<MyDerived> {
void do() { std::cout << "my derived"; }
};
Base<MyDerived>* b = new MyDerived();
b->do(); // my derived

20. 20
Tag dispatching
template <class InputIter, class Dist>
void advance (InputIter& it, Dist n);
template <class InputIter, class Dist>
void advance(InputIter& i, Dist n) {
while (n--) ++i;
}
template <class RndAcsIter, class Dist>
void advance(RndAcsIter& i, Dist n) {
i += n;
}

21. 21
Tag dispatching
template <class InputIter, class Dist>
void advance (InputIter& it, Dist n);
template <class InputIter, class Dist>
void advance(InputIter& i, Dist n, input_iter_tag) {
while (n--) ++i;
}
template <class RndAcsIter, class Dist>
void advance(RndAcsIter& i, Dist n, rnd_acs_iter_tag) {
i += n;
}

22. 22
Tag dispatching
template <class InputIter, class Dist>
void advance (InputIter& it, Dist n) {
typename iter_traits<InputIter>::iter_category cat;
advance(i, n, cat);
}
template <class InputIter, class Dist>
void advance(InputIter& i, Dist n, input_iter_tag) {
while (n--) ++i;
}
template <class RndAcsIter, class Dist>
void advance(RndAcsIter& i, Dist n, rnd_acs_iter_tag) {
i += n;
}

23. 23
Задача
 Например, мы пишем дебаггер
 Есть множество объектов, не связанных
какой-либо иерархией
 Хотим сложить их в одну коллекцию,
проитерироваться по ней, и сдампить объекты
int x = 10;
Foo bar;
objects.add(x);
objects.add(bar);
for (const auto& obj : objects) {
obj.dump();
}

24. 24
External polymorphism
class Dumpable {
virtual void dump() const = 0;
};
template<typename T>
class ConcreteDumpable<T> : public Dumpable {
const T& value;
public:
ConcreteDumpable(const T& value) : value(value) {}
virtual void dump() const {
::dump(value);
}
};
void dump(const Foo& foo) {
foo.printToConsole();
}

25. 25
External polymorphism
class Dumper {
std::vector<Dumpable*> dumpables;
public:
template<typename T>
void add(T& obj) {
auto dumpable = new ConcreteDumpable<T>(obj);
dumpables.push_back(dumpable);
}
void dumpAll() const {
for (auto d : dumpables) { d->dump(); }
}
} dumper;
int x = 10;
Foo bar;
dumper.add(x);
dumper.add(foo);
dumper.dumpAll();

26. 26
External polymorphism
 Симбиоз виртуального и статического
полиморфизма
 Для поддержки нового типа T надо добавить
только ::dump(T)
 Можно строить параллельные иерархии

27. Новые возможности C++11: лямбды
27
int x = 10;
vector<int> v = { 1, 2, 3 };
for_each(v.begin(), v.end(), [x](int i){cout << i+x;});
class Lambda {
int x;
public:
Lambda(int x) : x(x) {}
void operator( )(int i) {cout << i+x;}
};
for_each(Lambda());

28. Новые возможности C++14: лямбды
28
int x = 10;
vector<int> v = { 1, 2, 3 };
for_each(v.begin(), v.end(), [x](auto i){cout << i+x;});
class Lambda {
int x;
public:
Lambda(int x) : x(x) {}
template<typename T>
void operator( )(T i) {cout << i+x;}
};

29. 29
Новые возможности C++11:
std::function
using namespace std;
void print(int i) { cout << i; }
struct Print {
void operator()(int i) {cout << i+x;}
}
function<void(int)> p1 = print;
function<void(int)> p1 = Print;
function<void(int)> p1 = [](int i) {cout << i+x;};

30. 30
Новые возможности C++11:
std::function
using namespace std;
void print(int i) { cout << i; }
struct Print {
void operator()(int i) {cout << i+x;}
}
function<void(int)> p1 = print;
function<void(int)> p1 = Print;
function<void(int)> p1 = [](int i) {cout << i+x;};

31. 31
Новые возможности C++11:
std::function
 Медленные (virtual под капотом)
 Обеспечивают поддержку концептов
 Позволяют сохранить исполняемые объекты
 Не замена шаблонам и виртуальным методам!

32. 32
Топ фич (субъективный)
1. Обычный метод/функция
2. Шаблонный метод/функция (+лямбды)
3. Шаблонный класс (+CRTP)
4. Виртуальный метод
5. Внешний полиморфизм
6. std::function

33. 33
Спасибо за внимание!
Дмитрий Леванов
Ведущий разработчик Крипта
levanov@yandex-team.ru

34. 34
Источники
1. http://www.inteks.ru/OOAD/P-Cources.OOAD.part1.pdf
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Curiously_recurring_template_pattern
3. http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/PDF/External-Polymorphism.pdf
4. http://www.generic-programming.org/languages/cpp/techniques.php
5. http://eli.thegreenplace.net/2013/12/05/the-cost-of-dynamic-virtual-calls-
vs-static-crtp-dispatch-in-c/