C++ 为什么不是'；标准库容器是否有一个共同的基础？

只是出于兴趣

如果我要设计一个容器库，我肯定会从一个公共基类派生它们，该基类将具有（可能是抽象的）方法声明，如

size（）

和

insert（）

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标准库容器不这样实现有充分的理由吗？

没有充分的理由引入这样的基类。谁会从中受益？它在哪里有用

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需要“通用”接口的算法使用迭代器。没有将元素插入不同容器的通用方法。事实上，甚至不能将元素插入到一些容器中。

C++中，继承用于运行时多态性（Read：运行时接口重用）。它附带了运行时通过vtable重定向的开销

为了使多个容器类具有相同的接口（这样API是可预测的，算法可以做出假设），不需要继承。只要给他们同样的方法，你就完成了。C++中的容器（和算法）被实现为模板，这意味着你得到编译时多态性。

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<>这避免了任何运行时开销，它符合C++咒语“只为你需要的东西付费”。

如果你可以编写与你使用的容器无关的代码，那就有意义了。但事实并非如此。我建议您阅读《有效STL》一书中的本章“第2项：谨防容器独立代码的幻觉”。从另一个角度来看：现在，如果您以通用方式使用它们，编译器将拥有它所能拥有的所有信息，从而实现彻底的优化。多亏了模板实现

现在，例如，如果list和vector都实现了一个抽象的OO接口，比如push_backable，并且在代码中使用了一个抽象指针（push_backable*）->push_backable（…），编译器将丢失大量信息，从而失去优化的机会

这些是可能出现在内部循环中的典型操作，您确实希望对它们进行最大可能的优化。另请参见Frerich Raabe的回答。

Java集合（您可能已经想到）在

AbstractCollection

中实现了一系列通用方法，这些方法位于具体类中实现的

size（）

和

iterator（）

方法之上。然后IIRC在

AbstractList

等中有更多这样的方法。有些子类覆盖了这些方法中的大多数，有些子类可以实现所需的抽象方法之外的一些方法。有些方法在共享一个接口的大多数或所有集合中都是共同实现的。例如，在我痛苦的经历中，给你一个不可修改视图的是一个要写的完整PITA

C++容器有几个与所有容器相同的成员函数，几乎没有一个可以以相同的方式对所有容器[*]实现。如果存在可以使用迭代器执行的常见算法（如

查找

），则它们是

中的自由函数，而不是继承可以查看的任何地方

所有序列、所有关联数组等都有共同的成员函数。但对于这些概念，不同具体数据结构的实现之间没有太多共同之处

因此，归根结底，这是一个设计哲学的问题。java和C++都有一些关于容器的代码重用。在C++中，代码重用是通过代码< <代码> /COD>中的函数模板实现的。在Java中，有些是通过继承实现的

主要的实际区别可能是，在Java中，您的函数可以接受

Java.util.Collection

，而不知道它是什么类型的集合。在C++中，函数模板可以接受任何容器，但非模板函数不能接受。这影响了用户的编码风格，也被告知了——java程序员比C++程序员更容易达到运行时多态性。

从实现者的角度来看，如果你正在编写C++容器库，那么如果你觉得这有助于重用代码，那么没有任何东西可以阻止你在不同的容器之间共享私有基类。

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[*]既然在C++11中保证了

size（）

是

O（1）

，那么

empty（）

很可能可以共同实现。在C++03

size（）

中，仅仅“应该”是

O（1）

，并且有

std:：list

的实现利用了这一点来实现

O（1）

中的

splice

的一个版本，而不是更新大小所需的

O（n）

。

这是一个不必要的抽象。我们有用于迭代的迭代器，特定容器的许多属性无法以有用的方式正确抽象。不要忘记可以作为模板的insert（）s。值得一提的是，您可以编写独立于容器的代码，即使没有任何继承。只要给每个容器一个名称相同（比如“empty”）的方法，希望语义相同，就可以了。只有当你有虚拟方法时，你才有vtables。当您使用基类的方法时，您不需要支付任何费用。@Scharron：没错。但是，当您拥有基类时，客户端可以使用指向派生类的基类指针。在该指针上调用

delete

当然也应该执行派生类的析构函数——这意味着您需要一个虚拟析构函数。然后你有一个vtable，完全正确。使用基类的目的是“分解”事物，因此可以隐藏基类对象，并且可以未定义基类指针上的删除行为。但这很难看；-）