静态函数重载？答案

【问题标题】：Static function overloading?静态函数重载？
【发布时间】：2012-06-28 06:55:13
【问题描述】：

我首先要说我知道只有非静态成员函数可以是虚拟的，但这就是我想要的：

定义接口的基类：因此我可以使用基类指针来访问函数。
出于内存管理目的（这是一个内存有限的嵌入式系统），我希望静态分配覆盖函数。我接受这样的结果，即使用静态函数，我如何操作函数中的数据会受到限制。

我目前的想法是，我可以通过将其封装为实际上是静态的函数来保留轻重载函数。

请不要告诉我我需要重新考虑我的设计。这就是我问这个问题的原因。如果你想告诉我我最好使用 c 和回调，请指导我阅读一些材料来解释使用面向对象方法的缺陷。是否存在满足我列举的要求的面向对象的设计模式？

【问题讨论】：

当您说“静态”时，您的意思是“非虚拟”？当您说“重载”时，您的意思是覆盖吗？重载是同名但不同的参数，因此是不同的功能。覆盖是相同的参数，并且要求被覆盖的函数是虚拟的。
@MvG 我对区别很模糊。覆盖是我所追求的......我会编辑它。
@VanDarg：程序在嵌入式系统上运行的事实正在推动不消耗堆栈空间的愿望。我认为（但我以前错了，我是新手）声明函数静态应该可以将代码保持在闪存中。
"出于内存管理的目的...我希望静态分配重载函数。" 我认为您在这里有一个误解。代码是否存在于闪存中与方法是静态的还是非静态的无关。您可能想到局部变量，除非它们被声明为静态，否则它们确实会占用堆栈空间。
好的，这是教育性的。因此，如果我理解正确，对于一个类成员函数的多个实例，通常不会将其作为实例的一部分进行复制，对吗？如果这是正确的，那么我不应该看到我的堆栈需求通过将函数设为静态来缩小？

标签： c++ embedded

【解决方案1】：

是否存在满足我列举的要求的面向对象的设计模式？

是的，普通的旧虚拟函数。您的愿望是“静态分配的压倒一切的功能”。虚函数是静态分配的。也就是说，实现这些功能的代码存在一次，并且只有一次，并且在编译/链接时是固定的。根据您的链接器命令，它们很可能像任何其他函数一样存储在闪存中。

class I {
  public:
  virtual void doit() = 0;
  virtual void undoit() = 0;
};

class A : public I {
  public:
  virtual void doit () {
    // The code for this function is created statically and stored in the code segment
    std::cout << "hello, ";
  }
  virtual void undoit () {
    // ditto for this one
    std::cout << "HELLO, ";
  }
};

class B : public I {
  public:
  int i;
  virtual void doit() {
    // ditto for this one
    std::cout << "world\n";
  }
  virtual void undoit() {
    // yes, you got it.
    std::cout << "WORLD\n";
  }
};

int main () {
   B b; // So, what is stored inside b?
        // There are sizeof(int) bytes for "i",
        // There are probably sizeof(void*) bytes for the vtable pointer.
        // Note that the vtable pointer doesn't change size, regardless of how
        // many virtual methods there are.
        // sizeof(b) is probably 8 bytes or so.
}

【讨论】：

【解决方案2】：

静态成员函数只是普通函数（如非成员函数），位于类的命名空间内。这意味着您可以将它们视为普通函数，以下解决方案应该这样做：

class Interface
{
  public:
    void (*function) ();
};

class Implementation: public Interface
{
  public:
    Implementation()
    {
      function = impl_function;
    }

  private:
    static void impl_function() 
    {
      // do something
    }
};

然后

Implementation a;
Interface* b = &a;
b->function(); // will do something...

这种方法的问题是，当您使用虚拟成员函数时，您几乎可以完成编译器为您所做的工作，只是更好（需要更少的代码，更不容易出错，并且指向实现函数的指针是共享的）。主要区别在于，使用 virtual 您的函数在调用时会收到（不可见的）this 参数，并且您将能够访问成员变量。

因此，我建议您不要这样做，而使用普通的虚拟方法。

【讨论】：

【解决方案3】：

出于内存管理目的（这是一个嵌入式系统有限的内存）我希望覆盖函数是静态的已分配。

C++ 中的所有函数总是静态分配的。唯一的例外是您手动下载并使用 JIT。

【讨论】：

【解决方案4】：

虚函数的开销是双重的：除了实际实现的代码（它驻留在代码段中，就像您编写的任何其他函数一样），还有虚函数表，还有指向它的指针桌子。对于每个派生的类，虚函数表只存在一次，其大小取决于虚函数的数量。每个对象都必须携带一个指向其虚函数表的指针。

我的观点是，无论您拥有多少虚拟函数或它们包含多少代码，虚拟函数的每个对象开销都是相同的。因此，一旦您决定需要某种程度的多态性，您安排虚函数的方式应该对您的内存消耗几乎没有影响。

【讨论】：