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C++中的Type Erasure是什么技术_C++实现类型擦除以达到运行时多态

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发布： 2025-11-24 20:41:02

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Type Erasure是一种通过擦除具体类型实现运行时多态的技术，核心是将不同类型封装为统一接口。它不依赖继承，而是通过抽象基类和模板派生类隐藏实际类型，仅暴露公共操作，如std::function封装可调用对象。与虚函数多态不同，Type Erasure支持无继承关系的类型，更灵活且避免模板膨胀，但可能引入堆分配和调用开销。典型应用包括std::function、std::any及回调系统，广泛用于需要泛型封装的场景。

c++中的type erasure是什么技术_c++实现类型擦除以达到运行时多态

Type Erasure 是一种在 C++ 中实现运行时多态的技术，它允许你将不同类型的对象封装成统一的接口，而无需继承或虚函数表。与传统的基于继承的多态不同，Type Erasure 在保持类型安全的同时，隐藏了底层具体类型，使调用者无需知道实际类型就能操作对象。

什么是 Type Erasure

Type Erasure 字面意思是“类型擦除”，它的核心思想是：把具体的类型信息在编译期“擦掉”，只保留一组公共的操作接口，在运行时通过统一的接口调用不同类型的对象。这种技术广泛应用于标准库中，比如 std::function 和 std::any 都使用了类型擦除。

举个例子：

std::function<void()> func = [] { std::cout << "Hello" << std::endl; };

这里 lambda 表达式的类型是唯一的、匿名的，但通过 std::function 擦除了具体类型，只暴露调用接口。

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如何手动实现一个简单的 Type Eraser

我们可以自己实现一个轻量级的函数包装器，来理解其原理。

基本结构包括：

一个对外的统一接口类（如 Function）
一个抽象操作基类（包含虚函数）
一个模板派生类，用于绑定任意可调用对象

示例代码：

struct CallableBase {
virtual void call() const = 0;
virtual ~CallableBase() = default;
};

template <typename F>
struct Callable : CallableBase {
    F f;
    Callable(F f) : f(std::move(f)) {}
    void call() const override { f(); }
};

class Function {
    std::unique_ptr<CallableBase> ptr;
public:
    template <typename F>
    Function(F f) : ptr(std::make_unique<Callable<F>>(std::move(f))) {}

    void operator()() const { ptr->call(); }
};

这样，任何可调用对象（函数指针、lambda、bind 结果等）都可以赋值给 Function 对象，调用时执行对应逻辑，而外部看不到具体类型。