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C++的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)能力，與java，C#這兩個(gè)雜碎相比，一直都是一個(gè)大笑話，現(xiàn)在誰(shuí)敢正兒八經(jīng)地用c++搞面向?qū)ο蟮目蚣芟到y(tǒng)，業(yè)界都用java、C#搞設(shè)計(jì)模式，那關(guān)C++什么事情了。而C++也很有自知之明，很知趣，98年之后，就不怎么對(duì)外宣稱自己是面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，就不怎么搞面向?qū)ο笱芯苛耍y道是c++下的面向?qū)ο笠呀?jīng)被研究透徹？），一直在吃template的老本，一直到現(xiàn)在，template這筆豐厚的遺產(chǎn)，貌似還夠c++吃上幾十年。今時(shí)今日，virtual早就淪落為template的附庸，除了幫助template搞點(diǎn)類(lèi)型擦除的行為藝術(shù)之外，就很難再見(jiàn)到其身影了。有那么幾年，業(yè)界反思c++的面向?qū)ο蠓妒剑?/span>virtual，特別是function出現(xiàn)之后，要搞動(dòng)態(tài)行為，就更加不關(guān)virtual的什么事情了。而那幾年，本座也學(xué)著大神忌諱virtual關(guān)鍵字。現(xiàn)在大家似乎已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，c++里頭的面向?qū)ο竽芰懿煌晟疲婷嫦驅(qū)ο缶蛻?yīng)該找其他語(yǔ)言，比如java、C#雜碎；或者更動(dòng)態(tài)類(lèi)型的語(yǔ)言，好比python，Ruby；或者干脆就是原教旨的面向?qū)ο螅ㄏl(fā)送），object C，smalltalk。

是啊，1、沒(méi)有垃圾回收；2、沒(méi)有原生支持的完善反射能力；3、多繼承、虛繼承導(dǎo)致的復(fù)雜內(nèi)存布局。這三座大山面前，c++的碼猿哪敢染指什么面向?qū)ο螅辉谄炔坏靡训那闆r下，小心翼翼地使用virtual。但是，事實(shí)上，要玩面向?qū)ο螅?/span>c++原來(lái)也可以玩得很炫，甚至，可以說(shuō)，關(guān)于面向?qū)ο蟮哪芰Γ?/span>c++是最強(qiáng)的（沒(méi)有之一）。這怎么可能？

所謂的面向?qū)ο螅f(shuō)白了，就是對(duì)動(dòng)態(tài)行為的信息支持，能在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的語(yǔ)言，都是有著完善的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型信息，就連lisp，其運(yùn)行時(shí)元數(shù)據(jù)也都很完備。靜態(tài)強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言（java、C#）與動(dòng)態(tài)語(yǔ)言比，顯然有著強(qiáng)大的靜態(tài)類(lèi)型能力（這不是廢話嗎），能在編譯期就提前發(fā)現(xiàn)類(lèi)型上的諸多錯(cuò)誤，但是也因此帶上靜態(tài)約束，導(dǎo)致呆板、繁瑣的代碼，java的繁文縟節(jié)，就是最好證明；而動(dòng)態(tài)語(yǔ)言恰好相反，代碼簡(jiǎn)潔，廢話少，但是喪失靜態(tài)信息，所謂重構(gòu)火葬場(chǎng)，那都是血和淚的教訓(xùn)。靜態(tài)語(yǔ)言與動(dòng)態(tài)語(yǔ)言真是一對(duì)冤家，如同光的波粒性，己之所長(zhǎng)恰是彼之所短，己之所短又是彼之所長(zhǎng)，魚(yú)與熊掌不可兼得。而C++竟然能集兩家之所長(zhǎng)，在靜態(tài)語(yǔ)言的領(lǐng)域中玩各種動(dòng)態(tài)行為藝術(shù)，比如動(dòng)態(tài)修改類(lèi)型的反射信息，千奇百怪的花樣作死（喪心病狂的類(lèi)型轉(zhuǎn)換）；在動(dòng)態(tài)范疇里面，又可以在編譯期榨取出來(lái)靜態(tài)類(lèi)型信息，比如，消息發(fā)送的參數(shù)信息，想想win32的無(wú)類(lèi)型的wparam和lparam，每次都要猿猴對(duì)照手冊(cè)解碼，從而最大限度地挖掘編譯器的最大潛力。所以說(shuō)，c++是最強(qiáng)大的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，沒(méi)有之一。而把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)融為一體之后，c++的抽象能力也到達(dá)一個(gè)全新的高度，自動(dòng)代碼生成，以后再發(fā)揮，這是一個(gè)龐大的課題。C++令人發(fā)指的強(qiáng)大，絕對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎等閑猿猴的想象，特別是那批c with class的草覆蟲(chóng)原始生物。C++只在部分函數(shù)領(lǐng)域的概念上表現(xiàn)令人不滿，比如lambda表達(dá)式的參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)推導(dǎo)，monad表達(dá)式，缺乏原生的延遲求值等。當(dāng)然，c++整個(gè)的設(shè)計(jì)理念非常繁雜隨心所欲，但是，卻可以在這一塊混沌里面整理出來(lái)一些舉世無(wú)雙的思想體系，就是說(shuō)，c++是一大堆原材料，還有很多廚房用具，包括柴火，讓猿猴自行下廚，做出來(lái)的菜肴可以很難吃，也可以是滿漢全席，全看猿猴的手藝。

當(dāng)然，要在c++里頭搞面向?qū)ο螅嗬^承，虛繼承的那一套，必須徹底拋棄。最大的問(wèn)題是，多繼承會(huì)導(dǎo)致混亂未知的二進(jìn)制內(nèi)存布局，虛函數(shù)表也一塌糊涂，十幾年前，c++設(shè)計(jì)新思維的基于policy的范式，雖然令人耳目一新，也因?yàn)檫@種范式下對(duì)象的內(nèi)存布局千奇百怪，所以，即便是最輕微的流行也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。當(dāng)然，也不可能大規(guī)模搞消息發(fā)送這種很geek的套路，功能太泛化了，其實(shí)，消息發(fā)送就是動(dòng)態(tài)的給對(duì)象添加成員函數(shù)，并且可以在運(yùn)行時(shí)知道對(duì)象有多少成員函數(shù)，那個(gè)成員函數(shù)可以對(duì)該消息做出反應(yīng)，消息可以是字符串，整型ID（原子）， MFC的消息映射表(BEGIN_MESSAGE_MAP，…)就是一個(gè)功能?chē)?yán)重縮水版的好例子，c++下支持消息映射的庫(kù)，絕對(duì)可以比破mfc的那一套要好上千百倍，不管是性能、類(lèi)型安全、使用方便上。目前除了在gui這種變態(tài)的場(chǎng)合下才需要大搞消息發(fā)送，其他場(chǎng)景，完全可以說(shuō)用不上，雖然說(shuō)消息發(fā)送很強(qiáng)大很靈活，但也因?yàn)槠錃μ珔柡Γ炊由髦亍＿@好比goto，好比指針，好比stl的迭代器，什么都能做的意思，就是什么都盡量不讓它做。

那么，c++下搞面向?qū)ο螅€有什么法寶可用呢？當(dāng)然，在此之前，我們先要直面內(nèi)存分配。內(nèi)存既是c++的安身立命之本，又是c++淪落為落水狗喪家犬之幕后大黑手。假如不能為所欲為的操作內(nèi)存，那么c++的折騰法子，奇技淫巧，起碼要死掉一大半以上。而由于要支持各種花樣作死的內(nèi)存操作，c++的垃圾回收遲遲未曾出現(xiàn)，就連以巨硬之大能整出來(lái)的.net那么好的gc，霸王硬上弓，在給原生c++強(qiáng)硬加上托管功能（垃圾回收），都出力不討好。可見(jiàn)未來(lái)垃圾回收，對(duì)c++來(lái)說(shuō)，嗯，想想就好了。內(nèi)存是資源，沒(méi)錯(cuò)，用raii來(lái)管理，也無(wú)可厚非。但是，內(nèi)存卻是一種很特殊的資源，1、內(nèi)存時(shí)對(duì)象的安身立命之所；2、不同于普通資源，內(nèi)存很多，不需要馬上用完就急急忙忙啟動(dòng)清理工作，只要系統(tǒng)還有大把空余的內(nèi)存，就算還有很多被浪費(fèi)了的內(nèi)存，都不要緊，gc也是因?yàn)檫@個(gè)原因才得以存在。相比內(nèi)存，普通資源給人的感覺(jué)就是數(shù)量及其有限，然后要提交工作結(jié)果，否則之前所做努力就廢了。所以，對(duì)于內(nèi)存，應(yīng)該也要特別對(duì)待。就算raii，也要采用專門(mén)的raii 。

假設(shè)我們的程序里面使用多種內(nèi)存分配器，比如說(shuō)，每個(gè)線程都有自己專有的內(nèi)存allocator對(duì)象，然后，線程之間的共享數(shù)據(jù)由全局的內(nèi)存分配器分配，線程的內(nèi)部對(duì)象都用線程的專屬allocator來(lái)分配，那么，內(nèi)存分配器就是一個(gè)線程局部變量（tls，thread local storage）。于是，可以規(guī)定，所有的內(nèi)存分配都通過(guò)GetTlsAllocator()來(lái)new對(duì)象，當(dāng)然，確定是全局共享變量的話，沒(méi)辦法，就只能用GetGlobalAllocator()來(lái)new對(duì)象。那么，有理由相信，啟動(dòng)一個(gè)任務(wù)時(shí)，我們先定義一個(gè)arena allocator變量，并令其成為當(dāng)前線程的專屬內(nèi)存分配器，那么這個(gè)任務(wù)后面的所有new 出來(lái)的對(duì)象，包括循環(huán)引用，都不必關(guān)心。只要任務(wù)一結(jié)束，這個(gè)arena allocator變量一釋放，所有寄生在它身上的對(duì)象，全部也都消失得干干凈凈，沒(méi)有任何一點(diǎn)點(diǎn)的內(nèi)存泄露。就算任務(wù)內(nèi)部有大量的內(nèi)存泄露，那又如何，任務(wù)一結(jié)束，所有跟此任務(wù)有關(guān)的一切內(nèi)存，全部成塊清空。總之，不要以常規(guī)raii來(lái)解決內(nèi)存困境，解放思想，在內(nèi)存釋放上，我們可以有九種辦法讓它死，而不是僅僅靠shared_ptr，unique_ptr，weak_ptr這些狹隘的思維。

其次，完善的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，避免不了完備的反射，用以在運(yùn)行時(shí)提供動(dòng)態(tài)類(lèi)型信息，無(wú)參模板函數(shù)可以把靜態(tài)類(lèi)型映射成全局唯一變量，好比，TypeOf<vector<int>>，返回vector<int>的全局唯一的const TypeInfo*對(duì)象，這個(gè)對(duì)象包含了vector<int>的所有靜態(tài)類(lèi)型信息，可以這么說(shuō)，在靜態(tài)類(lèi)型層面上vector<int>所能做的任何事情，比如定義一個(gè)vector<int>的變量，也即是創(chuàng)建對(duì)象；遍歷、添加元素、析構(gòu)、復(fù)制賦值、元素?cái)?shù)量等等一切操作，與vector<int>對(duì)應(yīng)的TypeInfo對(duì)象，統(tǒng)統(tǒng)都可以做到。所不同的是，vector<int>的靜態(tài)類(lèi)型代碼，只能用于vector<int>自身的情況（這樣子可放在源文件中），又或者是通過(guò)template，表現(xiàn)行為類(lèi)似于vector<int>的數(shù)據(jù)類(lèi)型（代碼必須在頭文件上）。而用TypeInfo*做的事情，全部都在運(yùn)行時(shí)發(fā)生，所有的靜態(tài)類(lèi)型信息，全部被帶到運(yùn)行時(shí)來(lái)做，所以這些代碼全部都可以處在源文件里面，甚至動(dòng)態(tài)庫(kù)里頭，只不過(guò)是TypeInfo*操作的對(duì)象是一個(gè)二進(jìn)制內(nèi)存布局和vector<int>一模一樣的內(nèi)存塊，可以通過(guò)強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，把運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存塊轉(zhuǎn)換成靜態(tài)編譯時(shí)的vector<int>。其實(shí)這里的思想，就是想方設(shè)法將豐富多彩的靜態(tài)類(lèi)型信息無(wú)損的保存到運(yùn)行時(shí)中，讓編譯時(shí)能做的事情，運(yùn)行時(shí)也可以做。差別在于，一個(gè)是用靜態(tài)類(lèi)型信息來(lái)做事情，這里，任何一點(diǎn)點(diǎn)類(lèi)型上的錯(cuò)誤，都會(huì)讓編譯器很不高興；一個(gè)則是用動(dòng)態(tài)類(lèi)型信息來(lái)做事情，這里，顯然只能讓猿猴人肉編譯器。這里，可見(jiàn)動(dòng)態(tài)類(lèi)型信息和靜態(tài)類(lèi)型信息的表達(dá)能力是等價(jià)的，也即是同等重要性的意義，而靜態(tài)類(lèi)型信息的意義有多大，相信大家都知道。

那么，如何建立完備的反射信息，這個(gè)必須只能用宏來(lái)配合完成，外部工具生成的反射信息代碼，功能很不完備，另外，c#、java等的反射信息全部都是編譯器生成的，可定制性很差。我們需要的是一點(diǎn)都不遜色于靜態(tài)行為的動(dòng)態(tài)行為。所以，只有由自己自行管理反射，才能做到真正意義上的完備反射。必要時(shí)，我們還可以在運(yùn)行時(shí)修改反射信息，從而動(dòng)態(tài)地增刪對(duì)象的行為方式，改變對(duì)象的面貌。看到這里，是否覺(jué)得很多的設(shè)計(jì)模式，在這里會(huì)有更清晰更簡(jiǎn)潔的表達(dá)方式呢，甚至，輕而易舉就可以出現(xiàn)新的設(shè)計(jì)模式。比如，以下定義對(duì)象反射信息的代碼。

在c++下，由于全局變量生命周期的隨意性（構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序不確定，析構(gòu)順序也不確定），大家都很忌諱其使用，雖然全局變量功能很強(qiáng)大，很多時(shí)候都避免不了。但是，標(biāo)準(zhǔn)上還是規(guī)定了全局變量的順序，所有的全局變量必須在main函數(shù)之前構(gòu)造完成，其析構(gòu)函數(shù)也只能在main函數(shù)結(jié)束后才調(diào)用。另外，函數(shù)的靜態(tài)變量必須在其第一次訪問(wèn)之前構(gòu)造完整。基于這兩點(diǎn)，我們就可以在main函數(shù)之前構(gòu)建全部的反射信息，流程是這樣子，所有的類(lèi)型的反射對(duì)象都是以函數(shù)內(nèi)部的靜態(tài)指針變量存在，他們都通過(guò)調(diào)用GetStaticAllocator()的內(nèi)存分配器來(lái)創(chuàng)建，這樣子，提供反射信息的函數(shù)，就避免了其內(nèi)部TypeInfo對(duì)象的析構(gòu)發(fā)生。最后，main結(jié)束后，由GetStaticAllocator()函數(shù)內(nèi)的內(nèi)存分配器的析構(gòu)函數(shù)統(tǒng)一釋放所有反射信息占用的內(nèi)存。最后，附上一個(gè)例子

下期的主角是非侵入式接口，徹底替換c++上的多繼承，功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好過(guò)C#、java雜碎的弱雞接口，更超越狗語(yǔ)言的不知所謂的非侵入式接口。如果僅僅是完備的反射信息，而缺乏非侵入式接口，在c++下搞面向?qū)ο螅鋵?shí)還是很痛苦的。但是，有了非侵入式接口之后，一切豁然開(kāi)朗。甚至可以說(shuō)，感覺(jué)c++里面搞那么多玩意，都不過(guò)是為了給非侵入式接口造勢(shì)。然而非侵入式接口一直未曾正式誕生過(guò)。