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增加了1.3节(整型也可以作为模板参数)和1.4节(模板语法功能和形式的统一)。
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2937409a90
commit
480d599cb9
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@ -1,7 +1,8 @@
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#include "stdafx.h"
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#include <vector>
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#include <cstdint>
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#define WRONG_CODE_ENABLED 1
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#define WRONG_CODE_ENABLED 0
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// 0. Basic Form
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namespace _0
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@ -92,6 +93,31 @@ namespace _1_2_2
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// 1.3 Instanciating 2
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namespace _1_3
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{
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template <int i> class A
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{
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public:
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void foo()
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{
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}
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};
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template <uint8_t a, typename b, void* c> class B {};
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template <void (*a)()> class C {};
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template <void (A<3>::*a)()> class D {};
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template <float a> class E {};
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void foo()
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{
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A<5> a;
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B<7, A<5>, nullptr> b;
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C<&foo> c;
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D<&A<3>::foo> d;
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#if WRONG_CODE_ENABLED
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int x = 3;
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A<x> b;
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#endif
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}
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template <typename T>
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class ClassB
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{
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101
ReadMe.md
101
ReadMe.md
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@ -69,7 +69,7 @@ template <typename T> class ClassA
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void foo(int a);
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```
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`T`则可以类比为函数形参`a`,这里的“模板形参”`T`,也同函数形参一样取成任何你想要的名字;`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`,它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。
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`T`则可以类比为函数形参`a`,这里的“模板形参”`T`,也同函数形参一样取成任何你想要的名字;`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`,它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。除了 `typename` 之外,我们再后面还要讲到,整型也可以作为模板的参数。
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在定义完模板参数之后,便可以定义你所需要的类。不过在定义类的时候,除了一般类可以使用的类型外,你还可以使用在模板参数中使用的类型 `T`。可以说,这个 `T`是模板的精髓,因为你可以通过指定模板实参,将T替换成你所需要的类型。
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@ -197,7 +197,7 @@ void vector::clear()
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因此,在成员函数实现的时候,必须要提供模板参数。此外,为什么类型名不是`vector`而是`vector<T>`呢?
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如果你了解过模板的偏特化与特化的语法,应该能看出,这里的vector<T>在语法上类似于特化/偏特化。实际上,这里的函数定义也确实是成员函数的偏特化。特化和偏特化的概念,本文会在第二部分详细介绍。
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最终,正确的成员函数实现如下所示:
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综上,正确的成员函数实现如下所示:
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``` C++
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template <typename T> // 模板参数
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@ -363,8 +363,7 @@ float a = GetValue(0); // 出错了!
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int b = GetValue(1); // 也出错了!
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```
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为什么会出错呢?你仔细想了想,原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候,返回值被谁接受还不知道呢。
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如下修改后,就一切正常了:
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为什么会出错呢?你仔细想了想,原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候,返回值被谁接受还不知道呢。如下修改后,就一切正常了:
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``` C++
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float a = GetValue<float>(0);
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@ -373,14 +372,14 @@ int b = GetValue<int>(1);
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嗯,是不是so easy啊?嗯,你又信心满满的做了一个练习:
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你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`,顾名思义,执行的是C风格的转换。然后出于方便起见,你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。
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于是你写了一个use case。
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你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`,顾名思义,执行的是C风格的转换。然后出于方便起见,你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。于是你写了一个use case。
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``` C++
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DstT dest = c_style_cast<DstT>(src);
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```
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根据调用形式你知道了,有 `DstT` 和 `SrcT` 两个模板参数。参数只有一个, `src`,所以函数的形参当然是这么写了: `(SrcT src)`。实现也很简单, `(DstT)v`。
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我们把手上得到的信息来拼一拼,就可以编写自己的函数模板了:
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``` C++
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@ -399,8 +398,7 @@ float i = c_style_cast<float>(v);
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error C2783: 'DstT _1_2_2::c_style_cast(SrcT)' : could not deduce template argument for 'DstT'
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```
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然后你仔细的比较了一下,然后发现 … 模板参数有两个,而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。
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这个时候,你死马当活马医,把模板参数写完整了:
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然后你仔细的比较了一下,然后发现 … 模板参数有两个,而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。这个时候,你死马当活马医,把模板参数写完整了:
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``` C++
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float i = c_style_cast<float, int>(v);
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@ -409,7 +407,8 @@ float i = c_style_cast<float, int>(v);
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嗯,很顺利的通过了。难道C++不能支持让参数推导一部分模板参数吗?
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当然是可以的。只不过在部分推导、部分指定的情况下,编译器对模版参数的顺序是有限制的:先写需要指定的模板参数,再把能推导出来的模板参数放在后面。
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在这个例子中,能推导出来的是 `SrcT`,需要指定的是 `DstT`。于是你把函数模板写成:
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在这个例子中,能推导出来的是 `SrcT`,需要指定的是 `DstT`。把函数模板写成下面这样就可以了:
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``` C++
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template <typename DstT, typename SrcT> DstT c_style_cast(SrcT v) // 模版参数 DstT 需要人肉指定,放前面。
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@ -421,9 +420,91 @@ int v = 0;
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float i = c_style_cast<float>(v); // 形象地说,DstT会先把你指定的参数吃掉,剩下的就交给编译器从函数参数列表中推导啦。
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```
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###1.3 整型也可是Template参数
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模板参数除了类型外(包括基本类型、结构、类类型等),也可以是一个整型数(Integral Number)。这里的整型数比较宽泛,包括布尔、不同位数、有无符号的整型,甚至包括指针。我们将整型的模板参数和类型作为模板参数来做一个对比:
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``` C++
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template <typename T> class TemplateWithType;
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template <int V> class TemplateWithValue;
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```
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我想这个时候你也更能理解 `typename` 的意思了:它相当于是模板参数的“类型”,告诉你 `T` 是一个 `typename`。
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按照C++ Template最初的想法,模板不就是为了提供一个类型安全、易于调试的宏吗?有类型就够了,为什么要引入整型参数呢?考虑宏,它除了代码替换,还有一个作用是作为常数出现。所以整型模板参数最基本的用途,也是定义一个常数。例如这段代码的作用:
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``` C++
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template <typename T, int Size> struct Array
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{
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T data[Size];
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};
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Array<int, 16> arr;
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```
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便相当于下面这段代码:
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``` C++
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class IntArrayWithSize16
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{
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int data[16]; // int 替换了 T, 16 替换了 Size
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};
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IntArrayWithSize16 arr;
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```
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其中有一点要注意的是,因为模板的匹配是在编译的时候完成的,所以实例化模板的时候所使用的参数,也必须要在编译期就能确定。例如以下的例子编译器就会报错:
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``` C++
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template <int i> class A {};
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void foo()
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{
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int x = 3;
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A<5> a; // 正确!
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A<x> b; // error C2971: '_1_3::A' : template parameter 'i' : 'x' : a local variable cannot be used as a non-type argument
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}
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```
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因为x不是一个编译期常量,所以 `A<x>` 就会告诉你,x是一个局部变量,不能作为一个模板参数出现。
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嗯,这里我们再写几个相对复杂的例子:
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``` C++
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template <int i> class A
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{
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public:
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void foo(int)
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{
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}
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};
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template <uint8_t a, typename b, void* c> class B {};
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template <bool, void (*a)()> class C {};
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template <void (A<3>::*a)(int)> class D {};
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template <int i> int Add(int a) // 当然也能用于函数模板
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{
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return a + i;
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}
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void foo()
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{
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A<5> a;
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B<
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7, A<5>, nullptr, false
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> b; // 模板参数可以是一个无符号八位整数,可以是模板生成的类;可以是一个指针。
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C<false, &foo> c; // 模板参数可以是一个bool类型的常量,甚至可以是一个函数指针。
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D<&A<3>::foo> d; // 丧心病狂啊!它还能是一个成员函数指针!
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int x = Add<3>(5); // x == 8。因为整型模板参数无法从函数参数获得,所以只能是手工指定啦。
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}
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template <float a> class E {}; // ERROR: 别闹!早说过只能是整数类型的啦!
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```
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###1.4 模板形式与功能是统一的
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第一章走马观花的带着大家复习了一下C++ Template的基本语法形式,也解释了包括 `typename` 在内,类/函数模板写法中各个语法元素的含义。形式是功能的外在体现,介绍它们也是为了让大家能理解到,模板之所以写成这种形式是有必要的,而不是语言的垃圾成分。
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从下一章开始,我们便进入了更加复杂和丰富的世界:讨论模板的匹配规则。其中有令人望而生畏的特化与偏特化。但是,请相信我们在序言中所提到的:将模板作为一门语言来看待,它会变得有趣而简单。
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## 2. 模板世界的If-Then-Else:特化与偏特化
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###2.1 类模板的匹配规则:特化与部分特化
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###2.2 函数模板的重载、参数匹配、特化与部分特化
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