Kann ich Monkey-Patching in C++ machen? Und wenn nicht, wie kann ich ähnliche Fähigkeiten erreichen?
Was ist Monkey-Patching in Python? Monkey-Patching ist, wenn du das Laufzeitverhalten eines Objekts zur Laufzeit änderst. In Python wird dies durch Modifizieren der Attribute des Objekts erreicht, z.B. durch Zuweisen eines neuen Feldes, Modifizieren einer Funktion oder dynamisches Ändern der Basisklasse.

Hier ist ein Beispiel für Monkey-Patching aus der pandas-Dokumentation:

```python
import pandas as pd
def just_foo_cols(self):
    """Holen Sie sich eine Liste von Spaltennamen, die den String 'foo' enthalten

    """
    return [x for x in self.columns if 'foo' in x]

pd.DataFrame.just_foo_cols = just_foo_cols # Monkey-Patch der DataFrame-Klasse
df = pd.DataFrame([list(range(4))], columns=["A","foo","foozball","bar"])
df.just_foo_cols()
del pd.DataFrame.just_foo_cols # Sie können auch die neue Methode entfernen
```

Das Monkey-Patching erfolgt in dieser Zeile

```python
pd.DataFrame.just_foo_cols = just_foo_cols # Monkey-Patch der DataFrame-Klasse
```

Dort fügen wir dynamisch die Methode `just_foo_calls` zur pandas `DataFrame` hinzu. Dann können wir die Methode auf allen Instanzen aufrufen, wie in dieser Zeile gezeigt

```python
df.just_foo_cols()
```

Monkey-Patching erfolgt auch in dieser Zeile

```python
del pd.DataFrame.just_foo_cols # Sie können auch die neue Methode entfernen
```

wo wir die Methode löschen, damit sie nicht mehr aufgerufen werden kann (wir könnten auch eine vorhandene Methode löschen).

Monkey-Patching wird oft als schlechtes Design angesehen. Die Patches können andere Bibliotheken und nicht verwandten Code brechen, der auf das alte Verhalten angewiesen ist. Außerdem wird der Code schwerer verständlich, weil ein einzelnes Objekt jetzt an mehreren Stellen definiert ist (die eigentliche Definition und wo es monkey-gepatcht wird); es ist fast immer besser, den Basicode einfach zu modifizieren.

Aber Monkey-Patching hat seine Verwendungsmöglichkeiten, vor allem wenn du nicht die Möglichkeit hast, den Basicode zu modifizieren (weil er in einer externen Bibliothek wie pandas ist) und wenn deine Objektmodifikationen höchst unwahrscheinlich sind, den nachgelagerten Code zu brechen (z.B. das Hinzufügen einer neuen Methode mit einem eindeutigen Namen oder das Ändern einer Klasse in einen "Proxy", der das gleiche Verhalten hat, aber etwas wie Anrufe verfolgt).

Hier sind einige externe Websites für weitere Informationen:

- Stack Overflow-Beitrag zur Klärung von Monkey-Patching in Python und zur Bereitstellung einiger Vor- und Nachteile: https://stackoverflow.com/questions/5626193/what-is-monkey-patching

- Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Monkey_patch
Monkey-Patching, also die Möglichkeit, das Verhalten einer Klasse oder Funktion zur Laufzeit zu ändern, wird in C++ nicht direkt unterstützt. Du kannst jedoch ähnliche Fähigkeiten mit Techniken wie Funktionszeigern, Vererbung und Templates erreichen.

Eine Möglichkeit, monkey-patching-ähnliches Verhalten in C++ zu erreichen, besteht darin, Funktionszeiger zu verwenden. Du kannst einen Funktionszeiger-Typ definieren, der der Signatur der zu patchenden Funktion entspricht, und dann zur Laufzeit eine neue Funktion diesem Zeiger zuweisen. Zum Beispiel:

```
#include <iostream>

void foo() {
    std::cout << "Original foo
";
}

void new_foo() {
    std::cout << "Neues foo
";
}

int main() {
    void (*foo_ptr)() = foo;
    foo_ptr(); // gibt "Original foo" aus
    foo_ptr = new_foo;
    foo_ptr(); // gibt "Neues foo" aus
}
```

Eine andere Möglichkeit, ähnliches Verhalten zu erreichen, besteht darin, Vererbung zu verwenden. Du kannst eine Basisklasse mit einer virtuellen Funktion definieren, die das Standardverhalten bereitstellt, und dann abgeleitete Klassen erstellen, die diese Funktion überschreiben, um ein neues Verhalten bereitzustellen. Zur Laufzeit kannst du eine Instanz der abgeleiteten Klasse erstellen und sie anstelle des ursprünglichen Objekts verwenden. Zum Beispiel:

```
#include <iostream>

class Foo {
public:
    virtual void do_something() {
        std::cout << "Original Foo
";
    }
};

class NewFoo : public Foo {
public:
    void do_something() override {
        std::cout << "Neues Foo
";
    }
};

int main() {
    Foo foo;
    foo.do_something(); // gibt "Original Foo" aus
    NewFoo new_foo;
    Foo& foo_ref = new_foo;
    foo_ref.do_something(); // gibt "Neues Foo" aus
}
```

Templates können auch in einigen Fällen verwendet werden, um ähnliches Verhalten zu erreichen. Du kannst eine Funktions- oder Klassenvorlage definieren, die eine Funktion oder Klasse als Vorlagenparameter akzeptiert, und dann diese Vorlage spezialisieren, um ein neues Verhalten bereitzustellen. Zur Laufzeit kannst du die spezialisierte Vorlage instanziieren und sie anstelle der ursprünglichen Funktion oder Klasse verwenden. Zum Beispiel:

```
#include <iostream>

template <typename T>
void foo() {
    T t;
    t.do_something();
}

class Foo {
public:
    void do_something() {
        std::cout << "Original Foo
";
    }
};

class NewFoo {
public:
    void do_something() {
        std::cout << "Neues Foo
";
    }
};

template <>
void foo<NewFoo>() {
    NewFoo new_foo;
    new_foo.do_something();
}

int main() {
    foo<Foo>(); // gibt "Original Foo" aus
    foo<NewFoo>(); // gibt "Neues Foo" aus
}
```

Dies sind nur einige Beispiele, wie du monkey-patching-ähnliches Verhalten in C++ erreichen kannst. Der spezifische Ansatz, den du wählst, hängt von den spezifischen Anforderungen deiner Anwendung ab.