静态派发

这一部分的主题是“静态派发”（Static dispatch）。这个词不是 C++ 的术语，在 Rust、Swift 中更加常见。它的意思，简单来说就是静态的虚函数。所谓“静态的”，就是编译期间能确定的意思。

我们在第七章所谈到的“多态”，是指一个对象在运行期间，其真正的类型是不固定的。那么，调用一个虚函数名字的时候，编译器可以通过这个动态的类型来决定调用哪一个类型（基类或派生类）的成员函数。这个“决定”的过程就称为“派发”。

多态系统是动态派发（Dynamic dispatch）的。因为，程序是在运行的过程中去判断类型并决定用哪个函数的。但是，我们现在要讨论静态派发——也就是说，我们可能有若干个相同名字的函数，然后编译器在编译期间将这个名字“分发”到不同的定义上去。

静态派发在宏观上也是“多态”的一种形式，可以称为“静态多态”。最简单的静态多态又包含特设多态和参数多态，我们在第七章开头提到过；在 C++ 的语境下，就是指函数重载和函数模板。

那重载和模板都讲过了，这一节还要说什么呢？

是这样一种常见的情形：标准库提供了某个函数，但库（用户）希望针对某个类型，对这个函数做重新实现。比如，交换函数std::swap。假设我们有一个 String，没有实现移动语义（从而标准库的三次赋值版本会很慢），我们希望 String 的交换能够通过直接交换指针来快速操作。

#include <utility>
// 我们希望：
int main() {
    int a, b;
    std::swap(a, b); // 标准库的实现：三次赋值
    String c, d;
    std::swap(c, d); // 调用我们自己的快速 swap
}
// 注：这只是一个例子，更好的做法应当是实现移动语义而不是自定义 swap

这就是一个“静态派发”的表现。编译器通过传入的实参，判断要调用标准的实现还是用户定义的实现。那么，它可以通过我们之前说的重载或者模板来实现吗？

模板是不可以的。因为模板的本意是通用性的实现，而这里的需求是提供单独的特殊实现。那么重载呢？貌似是可以的：

#include <utility>

namespace std {
void swap(String& a, String& b) {
    // [...] 特殊实现
}
}

int main() {
    int a, b;
    std::swap(a, b); // 重载选择标准库的模板实现
    String c, d;
    std::swap(c, d); // 重载选择接受 String 的 swap
}

当我们重新打开 std 命名空间的时候，意味着某些不妙的事情会开始发生。事实上，大多数向 std 命名空间添加声明的操作都是未定义行为，其中就包括添加重载。所以刚才的代码其实是不正确的。

更严重的问题是，如果我们自定义的类型是一个类模板呢？比如我们实现了类型 Vector，接受一个类型模板参数 T。

#include <utility>

namespace std {
// 错误：重复定义 std::swap 模板
template<typename T>
void swap(Vector<T> a, Vector<T> b) {
    // [...]
}
}

int main() {
    Vector<int> a, b;
    std::swap(a, b);
}

偏特化？不好意思，函数模板不能偏特化。

namespace std {
// 错误：函数不允许偏特化
template<typename T>
void swap<Vector<T>>(Vector<T> a, Vector<T> b) {
    // [...]
}
}

于是这个问题就这样停滞下来了。