为什么 C++ 没有 Java 风格的类型擦除泛型？ [关闭]

Question

Java 泛型和 C++ 模板都有其优点和缺点。 Java 泛型生成的代码更少，有助于最小化可执行文件的大小，而 C++ 为模板的每个不同实例重写整个模板代码。另一方面，C++ 模板支持基本数据类型甚至常量类型作为参数实参，而 Java 只支持类作为泛型的参数。

为什么 C++ 不能两者兼得？当用户想要在函数中使用类型时，他可以使用 C++ 样式模板，否则他可以在声明参数类/函数时使用 Java 样式泛型。什么技术性阻碍了这个想法的实施？

编辑：例如考虑一下：

struct A {
    virtual void do_something() {}
};

struct B: public A {
    virtual void do_something() {}
};

template <typename T>
void call_do_something(T arg) {
    arg.do_something();
}

int main() {
    A a;
    call_do_something(a);
    B b;
    call_do_something(b);
}

class A {
    public void do_something() {}
}

class B extends A {
    public void do_something() {}
}

class Z {
    public static void <T extends A> call_do_something(T arg) {
        arg.do_something();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Z.call_do_something(new A());
        Z.call_do_something(new B());
    }
}

据我所知，在编译时，上面的 C++ 代码会生成两个版本的call_do_something，一个用于 A，一个用于 B。但下面的 java 中的等效代码只会生成一个 call_do_something。这将减少生成的可执行文件大小。

我并不是说 Java 泛型优于 C++ 模板。我只是想知道为什么这不是在 C++ 中实现的，是否有技术原因，是否在过去提出过等等。抱歉造成混淆。

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编辑：当我不深入了解这些概念时，有人问了这个问题。现在我认为我对 C++ 中的模板和 Java 中的泛型有了更好的理解，我正在尝试自己回答这个问题。

Java 泛型可以通过使用类型擦除而受益，因为它具有单根类层次结构，并且对象总是通过引用传递（请注意，通过值传递的类型，如 int 和 float 不能在泛型中使用） . Java 编译器会擦除类型参数的实际泛型类型，并将其替换为参数的上限。 Java 的泛型与 C++ 中的运行时多态性更相关。

另一方面，C++ 模板比 Java 泛型可以做的更多。它可以按值调用，可以用两个不相关的类实例化模板等。但它不能实现类型擦除，因为对象可以按值传递，完成后，它们的大小和子结构会发生变化，单个机器代码无法处理它们全部。

但在特定情况下，如果您有一个公共基类，并且您通过引用传递对象，那么您不应该使用 C++ 中的模板。您应该改用虚函数的运行时多态性。

以下Java中的泛型代码实际上等价于：

class AList<E extends A> {
    private List<E> list = new ArrayList<E>();

    public E add(E ele) {
        list.add(ele);
        return ele;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AList<B> l = new AList();
        B b = l.add(new B());
    }
}

Java 中的这个：

class AList {
    private List<A> list = new ArrayList<A>();

    public void add(A ele) {
        list.add(ele);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AList l = new AList();
        B b = (B)l.add(new B());
    }
}

这在 C++ 中：

class AList {
private:
    std::vector<A&> vec = {};

public:
    A& add(A& ele) {
        vec.push_back(ele);
        return ele;
    }
}

int main() {
    AList l;
    B btemp;
    B& b = static_cast<B&>(l.add(&btemp));
}

TL;DR 类型擦除在 Java 泛型中是有效的，因为它具有单根类层次结构并且对象总是通过引用传递。由于这些在 C++ 中不是这样，类型擦除不适合 C++ 模板。

我想把这个放在答案中。但是由于问题已关闭，并且我尝试重新打开失败，因此我将其添加到此处。

Answer 1

你认为的优势，其他人可能会认为是劣势。例如，类型擦除访问意味着您为访问付出了性能损失，并且无法在编译时进行静态类型检查。

C++ 中有类型擦除的函数对象 - std::function，因此您可以在代码中使用它们，但请记住，这样做有缺点。