Бьерн Страуструп - Язык программирования С++. Вступление, глава 1 - Проверка типа

1.5.2 Проверка типа

Необходимость контроля типа при обращениях к виртуальным функциям может оказаться определенным ограничением для разработчиков библиотек. Например, хорошо бы предоставить пользователю класс "стек чего-угодно". Непосредственно в С++ это сделать нельзя. Однако, используя шаблоны типа и наследование, можно приблизиться к той эффективности и простоте проектирования и использования библиотек, которые свойственны языкам с динамическим контролем типов. К таким языкам относится, например, язык Smalltalk, на котором можно описать "стек чего-угодно". Рассмотрим определение стека с помощью шаблона типа:

            template < class T > class stack
            {
               T * p;
               int sz;
            public:
                stack ( int );
               ~stack ();

               void push ( T );
               T & pop ();
            };

Не ослабляя статического контроля типов, можно использовать такой стек для хранения указателей на объекты типа plane (самолет):

        stack < plane * > cs ( 200 );

        void f ()
        {
           cs.push ( new Saab900 );   // Ошибка при трансляции :
                                       // требуется plane*, а передан car*
           cs.push ( new Saab37B );
                                      // прекрасно: Saab 37B - на самом
                                      // деле самолет, т. е. типа plane
           cs.pop () -> takeoff ();
           cs.pop () -> takeoff ();
         }

Если статического контроля типов нет, приведенная выше ошибка обнаружится только при выполнении программы:

         // примердинамическое контроля типа          // вместо статического; это не С++
         Stack s; // стек может хранить указатели на объекты
                  // произвольного типа           void f ()
          {
             s.push ( new Saab900 );
             s.push ( new Saab37B );
             s.pop () -> takeoff ();  // прекрасно: Saab 37B - самолет
             cs.pop () -> takeoff ();  // динамическая ошибка:
                                    // машина не может взлететь
          }

Для способа определения, допустима ли операция над объектом, обычно требуется больше дополнительных расходов, чем для механизма вызова виртуальных функций в С++.

Рассчитывая на статический контроль типов и вызов виртуальных функций, мы приходим к иному стилю программирования, чем надеясь только на динамический контроль типов. Класс в С++ задает строго определенный интерфейс для множества объектов этого и любого производного класса, тогда как в Smalltalk класс задает только минимально необходимое число операций, и пользователь вправе применять незаданные в классе операции. Иными словами, класс в С++ содержит точное описание операций, и пользователю гарантируется, что только эти операции транслятор сочтет допустимыми.