为什么C++被认为不支持参数多态性？

Question

根据参数化多态性的维基百科页面:

某些类型多态性的实现与参数多态性表面上相似，同时也引入了特定方面。其中一个例子是C++模板专业化。

问题：C++为什么被认为只实现了类似于参数化多态性的东西？特别是，难道模板不是完全的参数化多态性的例子吗？

- George

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无论这个问题的答案如何，那个维基百科页面都需要大量的关注和爱心... - Barry

那个维基页面是从理论角度来看的 - 对类型理论进行严格的数学规范，因此，“参数多态性”一词有一个严格的定义。C++模板比任何这样的理论更灵活...因此...也许更有用！当然更加有趣！无论如何，我总是听说C++模板被描述为“特别多态性”。 - davidbak

Answer 1

您提供的链接文章解释了这一点。您引用的文本实际上给出了一个例子，说明了C ++模板与纯参数多态性的区别：C ++模板特化。

它继续探讨了这个主题：

根据Christopher Strachey^[2]的说法，参数多态性可以与临时多态性相对比较，其中单个多态函数可以有许多不同的、可能是异构的实现，具体取决于应用于其参数的类型。因此，临时多态性通常只能支持有限数量的这种不同类型，因为必须为每种类型提供单独的实现。

因此，正如所描述的那样，C++模板接近于——但并非完全符合——参数多态性。

- Lightness Races in Orbit

Answer 2

“为什么说C ++只实现了表面上类似于参数多态性的东西？特别是，模板不是完全具有参数化多态性的例子吗？”

“在C ++中，模板函数基于参数的“替换”工作。这基本上意味着编译器生成另一个版本的函数，其中模板参数被硬编码到函数中。”

“假设你在C ++中有这个：”

template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int i = add(2, 3);
    double d = add(2.7, 3.8);
    return i + (int)d;
}

在编译期间，将会得到两个函数：int add(int a, int b) { return a + b; }和double add(double a, double b) { return a + b; }一个函数仅处理整数，另一个函数仅处理双精度浮点数，没有多态性。

因此，你最终将得到与参数变化数量相同的实现。

“但为什么这不是参数多态性呢？”你可能会问。

你需要完整的“add”函数源代码，才能用自己特定的重载二进制“+”运算符的变体来调用它！这就是使其不同的细节。

如果C++具有像C#那样的适当的参数多态性，那么你最终编译的“add”实现将包含足够的逻辑来在运行时确定对于任何可接受的“add”参数，“+”重载将是什么。而且你不需要该函数的源代码，就可以使用新类型来调用它。

这在现实中意味着什么？

但不要把这理解为C++不够强大或C#更加强大。这只是许多语言特性中的一个细节。

如果您可以获取所需模板函数的全部源代码，则C ++的语义要优于其他语言。如果您只有静态或动态库可用，则参数多态实现（例如C＃）更好。

- Zuu

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我不同意。它仍然是多态性：它具有相同的名称和不同的内部形式。这就是多态性的翻译。无论是在编译时还是在运行时完成都是无关紧要的。 - Palo