C++单分派和双分派问题

分派说的是根据对象的类型和参数类型来确定最终调用的实际函数，体现出来也就是多态性。C++多态一般分为两种，一种是静态多态，也就是通过重载（同名不同参）以及通过模板的实现；另一种就是动态多态，也称运行时多态，通过虚函数的继承与重写来实现的。

单分派：也就是只能同时进行一种方式的分派，也即要么就是通过重载实现静态多态，要么就是通过虚函数继承实现运行时多态。具体化表现就是：只能根据对象的动态类型以及参数的静态类型，来确定实际调用函数。

双分派：也就是可以在支持静态多态的基础上再进行动态多态。可以根据对象的动态类型和参数的动态类型来确定实际调用函数。

C++仅支持单分派，举个栗子：经典的工程师解决问题

#include 
using namespace std;

// 三个问题类，一个问题父类，两个子类； 两个工程师类，基础工程师和资深工程师
class problem{
public:
    virtual void display(){
       cout <<"default problem" <display();
    p2->display();
    // p1, p2 静态类型都为父类problem，但是实际类型不一样，display体现C++运行时多态
    
    /**
     * 分别将p1, p2作为参数传入 e1, e2的 solve函数，
    **/
    primaryEngineer *e1 = new primaryEngineer();
    e1->solve(p1);
    e1->solve(p2);

    primaryEngineer *e2 = new seniorEngineer();
    e2->solve(p1);
    e2->solve(p2);
    
    return 0;
}

我们期望的结果应该是：

simpleProblem
diffcultProblem
primaryEngineer solve simpleProblem        // e1->solve(p1)
primaryEngineer solve diffcultProblem      // e1->solve(p2)
seniorEngineer solve simpleProblem         // e2->solve(p1)
seniorEngineer solve diffcultProblem       // e2->solve(p2)

但是结果却是这样的：

因为C++只支持单分派模式。结果可知，在solve 函数的分派上，可以根据调用对象的实际类型，来决定调用函数（虚函数表决定），但是参数类型却不能根据传入参数的实际类型进行选择，只能根据静态类型选择。 

我们做一下改变：传入时就将类型确定，看是否会如想象中输出。还是原来的代码，将p1 p2类型直接指定。

// problem *p1 = new simpleProblem();
// problem *p2 = new diffcultProblem();
simpleProblem *p1 = new simpleProblem();
diffcultProblem *p2 = new diffcultProblem();

结果如下：因为是单分派写法，所以确实都如所想一般。

C++双分派的实现

那么问题来了，就想实现双分派呢？C++可以实现双分派吗？当然是可以的！我们观察到，在第一次的实现中，p1, p2的静态类型是 problem父类， 但是实际类型却是两个子类，他们的函数调用自然也是在虚函数表中指定好了的正确调用。既然如此，那就可以通过两次 运行时多态的特性 来实现一个类似双分派的功能。直接上代码：

#include 
using namespace std;

class primaryEngineer;
class seniorEngineer;
class problem{
public:
    virtual void display(){
       cout <<"default problem" <solve(this);
    }
};

class seniorEngineer : public primaryEngineer{
public:
    virtual void solve(problem* p) override{
        p->solve(this);
    }
};

int main()
{
    problem *p1 = new simpleProblem();
    problem *p2 = new diffcultProblem();
    p1->display();
    p2->display();
    
    // 调用上用静态参数类型
    primaryEngineer *e1 = new primaryEngineer();
    primaryEngineer *e2 = new seniorEngineer();
    e1->solve(p1);
    e1->solve(p2);
    e2->solve(p1);
    e2->solve(p2);
    
    return 0;
}

结果如下：