C++ 如何避免生产中的vtable查找，并且仍然能够在单元测试中广泛模拟？

在像C#这样的语言中，我经常让我的类依赖于接口而不是具体的类，即使只有一个“真正的”实现。这是为了使单元测试更容易（通过创建模拟）

在C++编程时，我希望最大性能，并且仍然使用TDD和嘲弄。有没有一种方法可以同时实现这两个目标？也就是说，能够在测试时进行模拟，并且在生产代码中仍然有直接的具体调用

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如何在C++中实现？

< P>，而不是接口和运行时多态：

struct IService
{
    virtual ~IService() = 0;
    virtual void foo() = 0;
    // ...
};

class C
{
public:
    explicit C(IService& service) : service(service) {}

    void DoJob() { /*..*/ service.foo(); /*..*/ }
    // ..
private:
     IService& service;
};

生产中：

struct Service : IService
{
    void foo() override;
    // ...
};

Service service;
C c(service);
c.doJob();

struct Service
{
    void foo();
    // ...
};

Service service;
C c(service); // or before C++17 C<Service> c(service);
c.doJob();

试验中

struct ServiceMock : IService
{
    void foo() override;
    // ...
};

ServiceMock service;
C c(service);
c.doJob();

您可以为此使用模板：

// No interface to provide requirement, so document it
// TService must have `foo()`, ...
// or wait for C++20 concept
template <typename TService>
class C
{
public:
    explicit C(TService& service) : service(service) {}

    void DoJob() { /*..*/ service.foo(); /*..*/ }
    // ..
private:
     TService& service;
};

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C++不仅提供动态多态性，而且提供了动态的多态性。E使用vtable查找进行后期绑定，但也使用模板进行静态多态性。这当然会导致更长的编译时间，因为模板实现需要驻留在头文件中，当其他每次函数调用都涉及到跳来跳去，弄清楚真正使用的是哪个组件时，很难理解代码实际上在做什么。模板可以解决虚拟调用问题，但它们不会使代码变得更好。这也意味着您正在测试的代码与您的生产代码有一点点距离。当编译器看到虚拟类只有一个实现时，可能会优化vtable查找？或者，在为生产构建时，可以使用某种技巧将抽象类的指针与具体类的指针交换？宏？看看这个。对于gcc 9.2和-O2，多态调用和正常函数调用之间没有区别。只有多态类的构造需要一条CPU指令。@Ptaq666:这是因为GCC足够聪明，不会在您的示例中使用多态调用。它计算出编译时已经存在的运行时类型。这是可能的，因为不依赖于任何外部因素。因此，如果我理解正确，当依赖项通过引用传递时，没有动态调用（vtable lookup）？即使该引用是对抽象类型（如IService）的引用，您也可以使用

IService

（使用引用或指针）进行动态分派，但不使用模板版本。

struct ServiceMock
{
    void foo();
    // ...
};

ServiceMock service;
C c(service); // or before C++17 C<ServiceMock> c(service);
c.doJob();

OuterService<ServiceA<Service1, Service2>, ServiceB<Service1, Service2>> outer(serviceA, servceB);
// versus
// OuterService outer(serviceA, servceB);