概念与接口有何不同？

Posted 2023-03-31

【中文标题】概念与接口有何不同？

【英文标题】：How do Concepts differ from Interfaces?

【发布时间】：2009-07-25 22:14:44

【问题描述】：

概念（即最近从 C++0x 标准中删除的概念）与 Java 等语言中的接口有何不同？

【问题讨论】：

C++ 没有任何称为接口的东西，而……哦……等等，它们是一样的。但是您必须先说出“接口”的含义，然后才能回答问题。 Java接口？接口的一般 OOP 概念？ API 中作为“I”的接口的一般概念？

纯虚类接口不只是名称不同吗？

C++ 没有“纯虚拟类”的概念。它确实有纯虚函数的概念。

@onebyone 到时候我会加入并声称自己是真正的 onebyone！老实说，我认为人们在这里使用他们的真实姓名过于偏执 - 这似乎没有对 Skeet 造成任何伤害！

@Gman 我的真名实际上是“Clint Throb”，我选择了“Neil Butterworth”作为别名，因为它听起来更性感。

【参考方案1】：

概念是针对编译时多态性的，即参数泛型代码。接口用于运行时多态性。

您必须在实现概念时实现接口。不同之处在于您不必明确表示您正在实施一个概念。如果所需的接口匹配，则没有问题。在接口的情况下，即使您实现了所有所需的功能，您也必须兴奋地说您正在实现它！

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我会尽量澄清我的答案:)

假设您正在设计一个容器，该容器接受具有 size 成员函数的任何类型。我们将概念形式化并称之为 HasSize，当然我们应该在其他地方定义它，但这只是一个例子。

template <class HasSize>
class Container

  HasSize[10]; // just an example don't take it seriously :)
 // elements MUST have size member function!
;

然后，假设我们正在创建 Container 的一个实例，我们称之为 myShapes，Shape 是一个基类，它定义了 size 成员函数。 Square 和 Circle 只是它的孩子。如果 Shape 没有定义大小，那么应该会产生错误。

Container<Shape> myShapes;

if(/* some condition*/)
    myShapes.add(Square());
else
    myShapes.add(Circle());

我希望您看到可以在编译时对照 HasSize 检查 Shape，没有理由在运行时进行检查。与 myShapes 的元素不同，我们可以定义一个操作它们的函数：

void doSomething(Shape* shape)

    if(/* shape is a Circle*/)
        // cast then do something with the circle.
    else if( /* shape is a Square */)
        // cast then do something with the square.

在这个函数中，你无法知道在运行时会传递什么圆形或方形！

它们是用于类似工作的两个工具，尽管 Interface（或任何您称之为它们的任何名称）在运行时可以完成与 Concepts 几乎相同的工作，但您会失去编译时检查和优化的所有好处！

【讨论】：

是的，这个答案对我来说似乎很好。 +1

我是反对者。 AraK 已经完全重新编辑了他的答案，但是由于 SO 的变幻莫测，重新编辑没有出现。

抱歉我写的太匆忙了，第一次没写完:(

@AraK，我将“兴奋性”更改为“明确”-这是您的意思吗？ （以前没有意义）

为什么说接口用于运行时多态？在编译时检查接口约束。您指的是 vtable 查找吗？此外，您的 doSomething 函数并没有真正显示接口和概念的不同之处，而且似乎有点无关紧要。您将如何以不同的方式完成 doSomething 概念？为什么不使用多态性而不是 if-else 链和强制转换？

【参考方案2】：

概念是模板的类似类型（类）：它仅适用于语言的通用编程方面。

这样，它并不是要替换接口类（假设您是指抽象类或 C# 或 Java 接口的其他 C++ 等效实现），因为它只是为了检查模板参数中使用的类型以匹配特定要求。 类型检查只在编译时完成，就像所有模板代码生成一样，而接口类对运行时执行有影响。

【参考方案3】：

概念是隐式接口。在 C# 或 Java 中，类必须显式实现接口，而在 C++ 中，只要满足概念的约束，类就是概念的一部分。

您会在 C++ 中看到概念而不是在 Java 或 C# 中的原因是因为 C++ 并没有真正的“接口”。相反，您可以通过使用多重继承和抽象的无成员基类来模拟接口。这些有点像 hack，使用起来可能会让人头疼（例如虚拟继承和The Diamond Problem）。接口在 OOP 和多态性中起着至关重要的作用，而迄今为止，该作用在 C++ 中还没有得到充分发挥。概念是这个问题的答案。

【参考方案4】：

这或多或少的观点不同。虽然接口（如在 C# 中）的指定类似于基类，但也可以自动匹配概念（类似于 Python 中的鸭子类型）。目前还不清楚 C++ 将支持自动概念匹配到哪个级别，这也是他们放弃它的原因之一。

【参考方案5】：

根据我的理解，为了简单起见。

概念是对类型（即类或结构）或方法的模板参数的约束

接口是类型（即类或结构）必须实现的契约。