类型擦除是一种隐藏具体类型信息、提供统一接口的技术，常通过模板实现。其核心在于使用模板捕获不同类型并封装，如functionwrapper中concept定义接口，model
在 C++ 中，虚函数是实现多态的一种常见方式，但它要求继承体系明确，有时会带来耦合度高、接口固定等问题。为了在不依赖虚函数的前提下实现运行时多态行为，类型擦除（type erasure）是一个很实用的替代方案。而模板正是实现类型擦除的关键工具之一。
什么是类型擦除
类型擦除指的是通过某种机制隐藏具体类型信息，使不同类型的对象对外表现出统一的接口。这在很多现代 C++ 库中都有体现，比如 std::function 和 std::any 都使用了类型擦除技术。
传统做法中，我们可能通过虚函数定义一个基类接口，然后让各种派生类去实现它。但这样就需要提前设计好继承关系。而用模板结合类型擦除的方式，可以在不暴露具体类型的情况下，实现类似多态的行为，同时保持类型安全。
模板如何帮助实现类型擦除
模板本身是静态多态的手段，编译期就已经确定类型。要实现运行时的类型擦除，通常需要将模板和一些封装结构结合使用：
- 使用一个公共接口类（如包装器）
- 利用模板来捕获不同类型
- 在内部保存实际类型的副本，并通过接口转发调用
举个简单的例子：你想封装一个可以“调用”的对象，不管它是函数指针、lambda 还是仿函数。
class FunctionWrapper {
public:
template
FunctionWrapper(T func) : ptr(new Model(func)) {}
void operator()() const {
ptr->call();
}
private:
struct Concept {
virtual void call() const = 0;
virtual ~Concept() = default;
};
template
struct Model : Concept {
T f;
Model(T t) : f(t) {}
void call() const override { f(); }
};
std::unique_ptr ptr;
}; 在这个例子中：
-
Concept是抽象接口 -
Model是模板类，用于封装任意可调用对象 -
FunctionWrapper对外提供统一调用接口，隐藏了具体类型
这就是典型的模板 + 类型擦除的实现方式。
类型擦除 vs 虚函数：优缺点对比
| 特性 | 虚函数 | 类型擦除（模板实现） |
|---|---|---|
| 接口定义 | 明确的继承体系 | 更灵活，无需继承 |
| 性能 | 调用有虚表开销 | 可能有额外封装成本 |
| 类型安全性 | 编译期检查 | 同样支持类型安全 |
| 扩展性 | 依赖接口定义 | 更容易适配已有类型 |
简单来说，虚函数适合面向对象设计中的继承结构，而类型擦除更适合泛型编程场景下隐藏实现细节。
实际应用建议
如果你正在考虑用模板实现类型擦除来替代虚函数，可以参考以下几点：
-
优先使用标准库提供的类型擦除组件，如
std::function,std::variant,std::any - 如果标准库不够用，可以模仿其实现思路，构建自己的类型擦除包装器
- 注意内存管理问题，避免资源泄漏（比如上面例子中用了
unique_ptr来自动释放） - 封装时尽量保持接口简洁，不要过度复杂化逻辑
- 测试不同类型的传入是否都能正常工作，尤其是自定义类型和 lambda 表达式
基本上就这些。这种方式虽然看起来有点绕，但一旦理解了模型+概念的结构，写起来并不难，而且非常灵活。
