對(duì)于一門強(qiáng)類型的靜態(tài)語(yǔ)言來(lái)說，要想通過運(yùn)行時(shí)多態(tài)來(lái)隔離變化，多個(gè)實(shí)現(xiàn)類就必須屬于同一類型體系。也就是說，它們必須通過繼承的方式，與同一抽象類型建立is-a關(guān)系。
而Duck Typing則是一種基于特征，而不是基于類型的多態(tài)方式。事實(shí)上它仍然關(guān)心is-a，只不過這種is-a關(guān)系是以對(duì)方是否具備它所關(guān)心的特征來(lái)確定的。
James Whitcomb Riley在描述這種is-a的哲學(xué)時(shí)，使用了所謂的鴨子測(cè)試（Duck Test）:
當(dāng)我看到一只鳥走路像鴨子，游泳像鴨子，叫聲像鴨子，那我就把它叫做鴨子。（When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.）
Duck Test基于特征的哲學(xué)，給設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的靈活性。動(dòng)態(tài)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，如Python，Ruby等，都遵從了這種哲學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)。下面給出一個(gè)Python的例子：
class Duck:
def quack(self):
print("Quaaaaaack!")
def feathers(self):
print("The duck has white and gray feathers.")
class Person:
def quack(self):
print("The person imitates a duck.")
def feathers(self):
print("The person takes a feather from the ground and shows it.")
def name(self):
print("John Smith")
def in_the_forest(duck):
duck.quack()
duck.feathers()
def game():
donald = Duck()
john = Person()
in_the_forest(donald)
in_the_forest(john)
game()
但這并不意味著Duck Typing是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的專利。C++作為一門強(qiáng)類型的靜態(tài)語(yǔ)言，也對(duì)此特性有著強(qiáng)有力的支持。只不過，這種支持不是運(yùn)行時(shí)，而是編譯時(shí)。
其實(shí)現(xiàn)的方式為：一個(gè)模板類或模版函數(shù)，會(huì)要求其實(shí)例化的類型必須具備某種特征，如某個(gè)函數(shù)簽名，某個(gè)類型定義，某個(gè)成員變量等等。如果特征不具備，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。
比如下面一個(gè)模板函數(shù):
template <typename T>
void f(const T& object)
{
object.f(0); // 要求類型 T 必須有一個(gè)可讓此語(yǔ)句編譯通過的函數(shù)。
}
對(duì)于這樣一個(gè)函數(shù)，下面的四個(gè)類均可以用來(lái)作為其參數(shù)類型。
struct C1
{
void f(int);
};
struct C2
{
int f(char);
};
struct C3
{
int f(unsigned short, bool isValid = true);
};
struct C4
{
Foo* f(Object*);
};
一旦上述模板函數(shù)實(shí)現(xiàn)為下面的樣子，則只有C2和C3可以和f配合工作。
template <typename T>
void f(const T& object)
{
int result = object.f(0);
// ...
}
通過之前的解釋我們不難發(fā)現(xiàn)，Duck Typing要表達(dá)的多態(tài)語(yǔ)義如下圖所示：
適配器：類型萃取
Duck Typing需要實(shí)例化的類型具備一致的特征，而模板特化的作用正是為了讓不同類型具有統(tǒng)一的特征（統(tǒng)一的操作界面），所以模板特化可以作為Duck Typing與實(shí)例化類型之間的適配器。這種模板特化手段稱為萃取（Traits)，其中類型萃取最為常見，畢竟類型是模板元編程的核心元素。
所以，類型萃取首先是一種非侵入性的中間層。否則，這些特征就必須被實(shí)例化類型提供，而就意味著，當(dāng)一個(gè)實(shí)例化類型需要復(fù)用多個(gè)Duck Typing模板時(shí)，就需要迎合多種特征，從而讓自己經(jīng)常被修改，并逐漸變得龐大和難以理解。
另外，一個(gè)Duck Typing模板，比如一個(gè)通用算法，需要實(shí)例化類型提供一些特征時(shí)，如果一個(gè)類型是類，則是一件很容易的事情，因?yàn)槟憧梢栽谝粋€(gè)類里定義任何需要的特征。但如果一個(gè)基本類型也想復(fù)用此通用算法，由于基本類型無(wú)法靠自己提供算法所需要的特征，就必須借助于類型萃取。
結(jié)論
這四篇文章所介紹的，就是C++泛型編程的全部關(guān)鍵知識(shí)。
從中可以看出，泛型是一種多態(tài)技術(shù)。而多態(tài)的核心目的是為了消除重復(fù)，隔離變化，提高系統(tǒng)的正交性。因而，泛型編程不僅不應(yīng)該被看做奇技淫巧，而是任何一個(gè)追求高效的C++工程師都應(yīng)該掌握的技術(shù)。
同時(shí)，我們也可以看出，相關(guān)的思想在其它范式和語(yǔ)言中（FP，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言）也都存在。因而，對(duì)于其它范式和語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，也會(huì)有助于更加深刻的理解泛型，從而正確的使用范型。
最后給出關(guān)于泛型的缺點(diǎn)：
- 復(fù)雜模板的代碼非常難以理解;
- 編譯器關(guān)于模板的出錯(cuò)信息十分晦澀，尤其當(dāng)模板存在嵌套時(shí)；
- 模板實(shí)例化會(huì)進(jìn)行代碼生成，重復(fù)信息會(huì)被多次生成，這可能會(huì)造成目標(biāo)代碼膨脹;
- 模板的編譯可能非常耗時(shí);
- 編譯器對(duì)模板的復(fù)雜性往往會(huì)有自己限制，比如當(dāng)使用遞歸時(shí)，當(dāng)遞歸層次太深,編譯器將無(wú)法編譯;
- 不同編譯器（包括不同版本）之間對(duì)于模板的支持程度不一，當(dāng)存在移植性需求時(shí)，可能出現(xiàn)問題;
- 模板具有傳染性，往往一處選擇模板，很多地方也必須跟著使用模板，這會(huì)惡化之前的提到的所有問題。
我對(duì)此的原則是：在使用其它非泛型技術(shù)可以同等解決的前提下，就不會(huì)選擇泛型。
